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ATIVIDADE ESTRUTURADA 4 FENÔMENOS DE TRANSPORTES - CCE0187 ACADÊMICO: ________________________________________________________________ ATENÇÃO! Imprima esta Atividade Estruturada em uma única página (frente e verso) e resolva cada questão no espaço a ela reservado Questão 1 Um tubo de parede grossa de aço inoxidável (1,8%Cr; 8%Ni, k = 19 W/m oC) com 2 cm de diâmetro interno e 4 cm de diâmetro externo é coberto com uma camada de 3 cm de isolamento de amianto (k= 0,2 W/m oC). Se a temperatura da parede interna do tubo é mantida a 600 oC e a superfície externa do isolamento a 100 oC, calcule: a) a perda de calor por metro de comprimento; b) a temperatura na interface aço inox/amianto. Resolução: Questão 2 Um tanque de oxigênio líquido tem diâmetro de 1,20 m, um comprimento de 6 m e as extremidades hemisféricas. O ponto de ebulição do oxigênio é ‒182,8 °C. Procura-se um isolante térmico que reduza a taxa de evaporação em regime permanente a não mais que 10 kg/h. O calor de vaporização do oxigênio é 51,82 kcal/kg. Sabendo que a temperatura ambiente varia entre 15 °C (inverno) e 40 °C (verão) e que a espessura do isolante não deve ultrapassar 75 mm, qual deverá ser a condutividade térmica do isolante? Resolução: ATIVIDADE ESTRUTURADA 4 Questão 3 Por um fio de aço inoxidável de 3 mm de diâmetro passa uma corrente elétrica de 20 A. A resistividade do aço pode ser tomada como 70 Ω·m, e o comprimento do fio é 1 m. O fio está imerso num fluido a 110 °C e o coeficiente de transferência de calor por convecção é 4 kW/(m2·°C). Calcule a temperatura do fio. Resolução: Questão 4 A parede de um reservatório tem 10 cm de espessura e condutividade térmica de 5 kcal/(h·m·°C). A temperatura dentro do reservatório é 150 °C e o coeficiente de transmissão de calor na parede interna é 10 kcal/(h·m2·°C). A temperatura ambiente é 20 °C e o coeficiente de transmissão de calor na parede externa é 8 kcal/(h·m2·°C). Calcular a taxa de transferência de calor para 20 m2 de área de troca Resolução: Questão 5 Um reator de paredes planas foi construído em aço inox e tem formato cúbico com 2 m de lado. A temperatura no interior do reator é 600 °C e o coeficiente de película interno é 45 kcal/(h·m2·°C). Tendo em vista o alto fluxo de calor, deseja-se isolá-lo com lã de rocha, cuja condutividade é 0,05 kcal/(h·m·°C), de modo a reduzir a transferência de calor. Considerando desprezível a resistência térmica da parede de aço inox e que o ar ambiente está a 20 °C com coeficiente de película 5 kcal/(h·m2·°C), determine : a) a taxa de transferência de calor antes da aplicação do isolamento; b) a espessura do isolamento a ser usado, sabendo-se que a temperatura do isolamento na face externa deve ser igual a 62 °C; Resolução:
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