Cálculo de Transferência de Calor

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𝐹𝑒𝑛ô𝑚𝑒𝑛𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑇𝑟𝑎𝑛𝑠𝑝𝑜𝑟𝑡𝑒𝑠 
𝑆𝑒𝑚𝑎𝑛𝑎 07 
𝑅𝑒𝑠𝑜𝑙𝑢çã𝑜 𝑑𝑎 𝑝𝑟𝑜𝑣𝑎 
 
𝑄 = 𝑕𝐴(𝑇𝑆 − 𝑇∞) 
𝑇𝑆 =
𝑄
𝑕𝐴
+ 𝑇∞ 
𝜂 =
𝑊 
𝑄
 
𝑄 =
𝑊
𝜂
=
2000
0,60
= 3333,33𝑊 
𝑇𝑆 =
𝑄
𝑕𝐴
=
3333,33
150 ∗ 0,135
+ 25 = 189,6°𝐶 
Esse é o jeito correto de fazer, no entanto não tem gabarito para essa alternativa. 
Logo o autor da questão deve ter considerado o calor já igual a potencia de 2000W, com 
isso: 
TS =
2000
150 ∗ 0,135
+ 25 = 123,8°C ≅ 125°C 
Letra A. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Letra C. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
a) 
𝑞𝑎 =
∆𝑇
𝐿
𝑘
+
1
𝑕𝐴
=
200 − 20
0,03
0,03
+
1
100∗1
 
𝑞𝑎 = 178,22𝑊/𝑚² 
b) 
Considerar só condução, pois a questão quer apenas a temperatura da parede externa, 
logo desconsidera a convecção. 
𝑞 =
∆𝑇
𝐿
𝑘
→ 178,22 =
𝑇𝑒𝑥𝑡 − 200
0,03
0,03
 
𝑇𝑒𝑥𝑡 = 378,22 °𝐶 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
𝐶á𝑙𝑐𝑢𝑙𝑜 𝑑𝑎 𝑉𝑎𝑧ã𝑜 𝑄 , 𝑐𝑜𝑛𝑣𝑒𝑟𝑠ã𝑜 
𝑄 = 30
𝑚3
𝑕
=
30
3600
= 0,0083
𝑚3
𝑠
 
𝐶á𝑙𝑐𝑢𝑙𝑜 𝑑𝑎 𝑣𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 (𝑣) 
𝑣 =
𝑄
𝐴
=
4𝑄
𝜋𝑑²
=
4 ∗ 0,0083
𝜋 ∗ 0,1²
= 1,06 𝑚/𝑠 
𝑁ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑅𝑒𝑦𝑛𝑜𝑙𝑑𝑠 
𝑅𝑒 =
𝜌𝑣𝐷
𝜇
=
998 ∗ 1,06 ∗ 0,1
1,02 ∗ 10−3
= 1,04 ∗ 105 
𝐹𝑎𝑡𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝐴𝑡𝑟𝑖𝑓𝑜 (𝑓) 
𝑓 =
0,316
𝑅𝑒0,25
=
0,316
(1,04 ∗ 105)1/4
= 0,017 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
𝐶á𝑙𝑐𝑢𝑙𝑜 𝑑𝑎 𝑝𝑒𝑟𝑑𝑎 𝑑𝑒 𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 (𝑕𝑝1,2) 
 
𝑕𝑝1,2 = 𝑓 ∗
𝐿 + 𝐿𝑒𝑞
𝐷
∗
𝑣²
2 ∗ 𝑔
 
𝑕𝑝1,2 = 0,017 ∗
550
0,1
∗
1,06²
2 ∗ 9,81
 
𝑕𝑝1,2 = 5,35𝑚 
𝐴𝑝𝑙𝑖𝑐𝑎çã𝑜 𝑑𝑎 𝑓ó𝑟𝑚𝑢𝑙𝑎 𝑑𝑒 𝐵𝑒𝑟𝑛𝑜𝑢𝑙𝑙𝑖, 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑢𝑚 𝑒𝑠𝑐𝑜𝑎𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑞𝑢𝑒 𝑎𝑝𝑟𝑒𝑠𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑏𝑜𝑚𝑏𝑎: 
 
𝐴 𝑐𝑜𝑡𝑎 𝑛𝑜𝑠 𝑑𝑜𝑖𝑠 𝑟𝑒𝑠𝑒𝑟𝑣𝑎𝑡ó𝑟𝑖𝑜𝑠 é 𝑖𝑔𝑢𝑎𝑙, 𝑒 𝑎 𝑣𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 𝑛𝑜𝑠 𝑑𝑜𝑖𝑠 𝑝𝑜𝑛𝑡𝑜𝑠 𝑡𝑎𝑚𝑏é𝑚 é 𝑛𝑢𝑙𝑎. 
𝐶á𝑙𝑐𝑢𝑙𝑜 𝑑𝑎 𝑝𝑒𝑟𝑑𝑎 𝑑𝑒 𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑑𝑎 𝑏𝑜𝑚𝑏𝑎 (𝑕𝑝) 
0 +
100
9790
+ 0 = 0 +
200
9790
+ 0 + 𝑕𝑝 
𝑕𝑝 =
100
9790
−
200
9790
= −0,010 𝑚 
𝑕𝑝𝑇 = −0,010 + 5,35 = 5,25 𝑚 
 
𝑃 =
9,8 ∗ 0,0083 ∗ 5,25
0,8
= 0,53𝐾𝑊 ≈ 530𝑊