PP Parede Plana

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Curso de Engenharia Química-CTEC-UFAL 
Disciplina: Fenômenos de Transporte 2 
Professora: Karla Miranda Barcellos 
 
 
Problemas Propostos–Condução Unidimensional em Regime Estacionário-Parede Plana 
 
1. Uma parede de forno é constituída de duas camadas: 0,20 m de tijolo refratário (k=1,2 
kcal/h m °C) e 0,13 m de tijolo isolante (k=0,15 kcal/h m °C). A temperatura dentro do forno 
é 1700 °C e o coeficiente combinado de transmissão de calor na parede interna é 58 kcal/h m
2 
°C. A temperatura ambiente é 27 °C e o coeficiente de transmissão de calor do lado da parede 
externa é 10kcal/hm
2
°C. Desprezando a resistência térmica das juntas de argamassa, estime: 
a) calor perdido por unidade de tempo e por m2; Resposta) 1454 kcal/h m² 
b) as temperaturas: na superfície externa; entre os dois materiais e na superfície 
interna. Resposta) 172,4ºC; 1432,6ºC e 1675ºC, respectivamente. 
2. Uma parede é constituída de 3 camadas justapostas, uma camada de tijolo argila refratária 
(k=1,15 kcal/h m ºC), uma intermediária de tijolo isolante de caulim (k=0,22 kcal/h m ºC) e 
uma camada de tijolo comum de alvenaria (k=0,56 kcal/h m ºC). Se a face externa de material 
refratário está a 1150 °C e a externa de material comum a 38 °C calcule o fluxo de calor que 
atravessa a parede composta, sabendo-se que as espessuras das camadas são: x1=0,6 m 
(refratário), x2=0,9 m (isolante), x3=0,3 m (tijolo comum). Enquanto a altura e a largura da 
referida parede são respectivamente 3 m e 1,5 m. Resposta) 971,14 kcal/h. 
3. O engenheiro responsável pela operação do forno, constituído da parede composta da 
questão anterior, sugeriu colocar um vazio de ar na camada central de tijolo isolante 
simetricamente disposto com 2,4m de altura, com o intuito de minimizar a perda de calor e 
economizar combustível queimado no forno. Calcule o novo fluxo de calor. Considere a 
condutividade térmica do ar como sendo kar=0,03 kcal/h m °C. Resposta) 350,16 kcal/h. 
 
4. Considere a situação física em regime permanente na qual uma parede vertical separa dois 
ambientes. No ambiente da esquerda, temos um coeficiente de troca de calor por Convecção 
igual a 100W/m²K e temperatura de 240ºC; à direita, temos um coeficiente de troca de calor 
por Convecção de 200W/m²K e temperatura de 50ºC. A espessura da parede vale t=10cm, e a 
condutividade térmica, k=40W/mK. O calor trocado nessas condições é infelizmente superior 
ao das especificações técnicas de conforto. Desta forma, resolve-se usar um isolante, pois é 
preciso reduzir o calor trocado no mínimo em 45%. Verificando no almoxarifado, as opções 
abaixo são possíveis: 
 Usar um isolante de k1=k/20 e espessura t1 = 2t, fixa; 
 Usar um isolante de k1=k/10 e espessura t1 = 8t, também fixa. 
 
Sendo k e t a condutividade térmica e espessura da parede sem isolante. Determine a melhor 
opção, supondo os mesmos custos. Justifique. 
 
5. Considere uma superfície plana de 10 cm de espessura, cujo material apresenta 
condutividade térmica (k) igual a 0,5 W/mºC. Um outro material (k=0,05 W/mºC) é posto 
sobre o primeiro, qual deve ser a espessura do segundo material, em cm, para reduzir a 
transferência de calor através da superfície em 75 (Prova da Petrobrás para Engenheiro de 
Processamento Júnior) 
 
6. Assinale a afirmação correta, com relação aos mecanismos de transferência de calor. 
(Prova da Petrobrás para Engenheiro de Processamento Júnior) 
Curso de Engenharia Química-CTEC-UFAL 
Disciplina: Fenômenos de Transporte 2 
Professora: Karla Miranda Barcellos 
 
a. Por convecção ou por condução, não ocorre movimentação das moléculas e a 
energia cinética das mesmas é nula. 
b. Por convecção, é dependente da viscosidade do fluido, sendo representada por 
q= hA (Tp -T). 
c. Por condução, é feita com o deslocamento de moléculas frias para regiões mais 
quentes e de moléculas quentes para a regiões mais frias. 
d. Por radiação, é a energia emitida por ondas eletromagnéticas e necessita de 
meio físico. 
e. Por radiação, é feita de molécula a molécula, sendo representada por q=-
kAT/x 
 
Exercícios propostos do livro texto Fundamentos de Transferência de Calor e de Massa, 
INCROPERA/DeWitt/Bergman/Lavine, 6ª edição, cap.3 
 
1; 2a; 3a; 5, 8a; 11; 13; 22; 24