atividade pratica Trabalho transferencia de calor nota 100

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UNINTER 
ESCOLA SUPERIOR POLITÉCNICA ENGENHARIA DE PRODUÇÃO 
CARGA TÉRMICA 
 
 
 
 
 
 
 
Trabalho orientado pelo Professor Marcos Baroncini Proença 
como parte da avaliação da 
Disciplina de Transferência de Calor 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
nome 
cidade ,estado 18/07/2020 
 
Sumário 
1. INTRODUÇÃO ........................................................................................................................... 3 
2. FONTES DE CARGA T ÉRMICA ............................................................................................ 3 
3. CÁLCULO CARGA TÉRMICA DAS FONT ES DE CALOR ................................................ 4 
3.1 Cálculo da carga térmica de uma pessoa: .......................................................................... 4 
3.2 Cálculo da carga térmica da veneziana: ............................................................................... 5 
3.4 Cálculo Iluminação: .................................................................................................................. 7 
3.5 Cálculo da carga térmica do notebook: ................................................................................ 7 
3.6 Cálculo da carga térmica do monitor: ................................................................................... 7 
3.7 Cálculo da carga térmica das paredes e teto: ...................................................................... 7 
3.8 Cálculo da carga térmica por infiltração e ventilação: ....................................................... 9 
4. CALCULO CARGA TERMICA TOTAL ................................................................................. 11 
5.TABELA DE CALCULO: ........................................................................................................... 11 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1. INTRODUÇÃO 
 
Carga térmica total é a quantidade d e calor total que deve ser retirada do 
ambiente de trabalho para que se atinja o conforto térmico. Outra forma de analisar 
é como a carga térmica total do ambiente de trabalho deve ser anulada 
parcial o u totalmente, visando que se atinjam a s condições de conforto térmico. 
Nesta atividade será apresentado o cálculo de carga térmica total da sala de 
estudo onde divido espaço com minha filha para estudar (figura 01) durante o 
período de quarentena Covid-19. 
 
 
 
Inserir foto do local 
 
 
 
 
Foto do quarto 
 
Dados do ambiente: 
 
• O local tem as dimensões de 3,0m Comprimento x 4,0m Largura x 2 ,70m 
altura foi construído com tijolos baiano de 15cm e com revestimento de 2,5cm. 
• Possui também uma veneziana de 1 ,50m (comprimento) x 1,10m 
(altura), onde dimensão livre de iluminação é d e 0,50m (Largura) x 
1,0m. 
• Porta de 0,80 m (largura) x 2,10m (altura), 
• 01 notebook 17 pol. 
• 01 monitor 55 pol. 
• 01 lâmpada de teto 40 W 
• 01 mesa de 1,20m (comprimento) x 0 ,50 m (largura). 
 
2. FONTES DE CARGA TÉRMICA 
 
Considerando os dados: 
• Ambiente Sala de estudo: 12 m ² e Pé direito de 2,7 m; 
 
• Janela veneziana com cortinas, sua área livre de iluminação é de 0,50m²; 
• Porta de madeira de 1,68m² de área; 
• Mesa retangular de 0,5m²; 
• 01 lâmpada de LED de teto de 40W ; 
• Notebook 15 pol. de 65W ; 
• Monitor 17 pol. de 80W. 
 
 
3. CÁLCULO CARGA TÉRMICA DAS FONT ES DE CALOR 
 
3.1 Cálculo da carga térmica de uma pessoa: 
 A carga térmica por pessoas é obtida pela soma d as cargas térmicas 
 
devidas a cada indivíduo, em função principalmente da atividade exercida. 
A NBR 6401 apresenta a carga térmica liberada por pessoas em kcal/h. 
Para transformar kcal/h para W usar a relação: 1 kcal/h = 1,163W 
O calor dissipado pelas pessoas é mostrado conforme figura 1. 
 
 
 
 
 
Figura 1 - Calor dissipado por pessoa 
 
 01 pessoa = 113Kcal/h 
 Q pessoa = 113 kcal/h x 1 ,163 = 131, 42w 
 Q pessoa = 113 kcal x 2 =226 kcal/h 
 
 Calor para 2 pessoas: 113k cal/h /h x1,63 =262,84 w 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3.2 Cálculo da carga térmica da veneziana: 
 
Sabemos que a expressão é qI = K.A 
K é determinado pela média aritmética do s valores encontrados na figura 2: 
 
 
Figura 2 – Tabela W/m² 
 
Assim: 
 
 Como A= 0,5 m² 
 Q veneziana = K.A 
 Q veneziana = 0,5m² x 312 ,5 w/m ² => 156,25w 
 Calor veneziana é de 134 ,35 kcal/h 
Cálculo com cortina branca: Considerando cortina branca como superfície 
refletora, temos o fator entre 0,25 e 0,61 para multiplicar com o resultado: 
qI = 156,25.0,43 = 67,18w 
Obs.: Repare como a cortina branca reduziu o calor por irradiação. 
 
 
 
3.3 Cálculo da carga térmica da porta: 
 
Sabemos que a expressão é qI = K.A 
K é determinado pela média aritmética do s valores encontrados na figura 2, 
 Assim: 
 
Como A= 1,68m² 
 Q porta = K.A 
 Q porta: 1,68m² x 312,5 w/m² = 525,0w 
 Calor da porta é de 451,42 kcal/h 
 
 
 
 
 
 
 
 
3.4 Cálculo Iluminação: 
A carga térmica pela iluminação é dada por: = Σ P 
 
P é determinado pelo valor em w/m ² encontrado na figura 3: 
 
 
 
 
A mesa necessita de 1000 lux e potência dissipada de 40w/m². 
 Q iluminação = Σ P = 40 w 
 
3.5 Cálculo da carga térmica do notebook: 
 Q notebook = Σn 
 
 Sendo N= 1 
 N = 65 w 
 
3.6 Cálculo da carga térmica do monitor: 
 
 Q MONITOR = Σn 
 Sendo N= 1 
 N = 80 w 
3.7 Cálculo da carga térmica das paredes e teto: 
 
 Paredes: 
 
a) parede maior = 4,0 x 2,70 = 10,8 x 2 = 21,6 m ² 
b) parede menor = 3,0 x 2,70 = 8,10 x 2 = 16,2 m² 
 total parede = 21,6 + 16,2 = 37,8 m² 
 total parede = 37,8 – A porta – A janela = 37,8 – 1 ,68 – 0,50 = 35,62 m² 
 Área total das paredes = 37,8 m² 
 
 
 
 
 
 
 
 
c) R total = R tijolo + R revestimento 
 R total = (L tijolo / K x A) + (L revestimento / K x A ) = (0,15 / 0,69 x 1) + 
 (0,025/0,48 x 1) = 0,269 
 Q= U x A (tf – ti) 
 Q = T1 – T2/ K . T = 30 – 20 / 0,269 x 1 = 37,17 x 35,62 = 1323,99 W 
 Teto: 
 
a) Teto = 3,0 x 2,60 = 7,80 m² 
 R total = R tijolo + R revestimento 
 R total = (L tijolo / K x A) + (L revestimento / K x A) = (0,15/0,69 x 1) + 
 (0,025/0,48 x 1) = 0,269 
 Q = T1 – T2 / K x T = 30 – 20 / 0,269 x 1 = 37,17 x 7,80 = 289,92 W 
 
Assim, a carga térmica total (paredes +teto) será de 1613,91 W 
 
 
 
3.8 Cálculo da carga térmica por infiltração e ventilação: 
 
 qS = Q.0,29 x (Te-Ti) 
 qL = 583.C 
 Em que: C = (UE2 - UE1) . ρ . Q 
 
Tabela valores de vazão d e infiltração e ventilação 
 
 Qv = 1 x 13 = 13 m³/h 
 UE2 = 0,011kg/kg de ar 
 UE1 = 0,008kg/kg de ar 
 (T = 27 + 273 = 300K) : ρ = 1,1614 kg/m³ 
 
a) Ventilação 
 
qS = 13 x 0,29 x (30 - 24) = 22 ,62 W 
C = (0,011 - 0,008) x 1,1614 x 13 = 0,0452 J/mol.K 
qL = 583 x 0,0452 = 26,4 W 
qTV = 22,62 + 26,40 = 49,02 W 
 
b) Infiltração 
 
qS = 1350 x 0,29 x (30 - 24) = 2.349W 
C = (0,011 - 0,008) x 1,16 14 x 1350 = 4 ,704 J/ mol.K 
qL = 583 x 4,704 = 2742,4 W 
qTI = 2349+2742,4 = 5091 ,23 W 
 
Assim, o calor total por ventilação e infiltração será: 
qT = qTV + qTI => qt = 49,02 + 5091,23 = 5140,25 W 
 
 
 
4. CALCULO CARGA TERMICA TOTAL 
• Iluminação:40w 
 
• Notebook: 65w 
• Monitor: 80w 
• Janela + Porta: 156,25w + 525w = 681, 25w 
• Carga térmica das paredes e teto = 1613,91w 
• Carga infiltração e ventilação = 5140,25w 
• Pessoas: 262,84 w 
 
 
A carga térmica total é de 7.883,25 W 
Como o calor é dissipado em BTU/H, sendo que cada W = 3,41 BTU/h, então: 
7883,25 x 3,41 = 26881,88 btu/h 
 
 
 
5.TABELA DE CALCULO: 
 
 
CARGA TÉRMICA 
POTÊNCIA 
DISSIPADA (W) 
CALOR 
(Kcal/h) 
BTU 
(Btu/h) 
ILUMINAÇÃO 40,00 34,30 136,49 
NOTEBOOK 65,00 55,88 221,79 
MONITOR 80,00 68,78 272,90 
PORTA 525,00 451,42 1.791,37 
JANELA 156,25 134,35 533,15 
PAREDES E TETO 1.613,91 1.387,71 5.503,43 
INFILTRAÇÃO E 
VENTILAÇÃO 
5.140,25 4.419,82 17.539,26 
PESSOAS 262,84 226,00 896,28 
TOTAL 7.883,25 6.778,26 26.894,67