Lista de Exercicios 1 - TransCal

Prévia do material em texto

Disciplina: TRANSFERÊNCIA DE CALOR E MASSA 
Engenharia Mecânica 
Prof.ª M.Eng. Indyanara Bianchet Marcelino 
 
 
Atividade de Avaliação 1 
Lista de Exercícios Referente à Unidade 2 
 
Entregar a resolução digitalizada até o dia 17/03/2020 através do e-mail: 
professoraindyanara@gmail.com. 
 
Questão 1) A distribuição de temperaturas ao longo de uma parede com 1 m de 
espessura, em determinado instante de tempo é dada por 𝑇(𝑥)=𝑎+𝑏𝑥+𝑐𝑥². T está em 
graus Celsius e x em metros, enquanto a = 900 ºC, b = - 300 ºC /m e c=-50 ºC/m². 
Uma geração de calor uniforme, 𝑞 =1000𝑊/𝑚³, está presente na parede, cuja área é de 
10m². O seu material apresenta as seguintes propriedades: 𝜌=1600 kg/m³, k= 40 W/(m.K) 
e =4kJ/(kg.K). 
Determine: 
a) A taxa de transferência de calor que entra na parede (x=0) e que deixa a parede 
(x= 1m); 
b) A taxa de variação de energia acumulada na parede. 
c) A taxa de variação de temperatura em relação ao tempo nas posições x=0 e 
x=0,5m. 
 
 
 
 
Questão 2) Em uma parede plana com espessura 2L=40mm e condutividade térmica 
 𝑊 𝑚 há geração de calor volumétrica uniforme a uma taxa �̇�, enquanto 
transferência de calor por convecção ocorre em suas duas superfícies (x=-L e x=L), cada 
uma exposta a um fluido com temperatura 𝑇 . Em condições de regime 
estacionário, a distribuição de temperaturas no interior da parede tem a forma 
𝑇 𝑥 𝑎 𝑏𝑥 𝑐𝑥 , sendo 𝑎 𝑏 
 
 
 𝑐 𝑥 
 
 
, e x está em 
metros. A origem da coordenada x (x=0) encontra-se no plano central da parede. 
a) Qual é a taxa volumétrica de geração de calor �̇� nas paredes? 
b) Determine os fluxos térmicos nas superfícies, 𝑞 
 e 𝑞 
 . 
c) Qual o coeficiente de transferência de calor por convecção (h) na superfície 
𝑥 ? 
Esquema:
 
 
Questão 3) Demonstre o cálculo utilizado e a alternativa correta: 
 
 
 
 
 
 
Gabarito: 
Questão 1) 
a) 𝑞 𝑊 
b) 𝑞 𝑊 
c) ̇ 𝑊 
d) 
 
 
 𝑥 𝑥 
 
 
 
 𝑥 𝑥 
Questão 2) 
a) �̇� 𝑥 𝑊 𝑚 
b) 𝑞 
 𝑊 𝑚 e 𝑞 
 𝑊 𝑚 
c) h (direita) = 101 W/m²K