prova

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CENTRO UNIVERSITÁRIO AUGUSTO MOTTA
	CURSO:
	Engenharia Mecânica
	
	
	
	
	
	TURMA:
	MEC0701N
	VISTO DO COORDENADOR
	PROVA
	TRAB.
	GRAU
	RUBRICA DO PROFESSOR
	DISCIPLINA:
	GMEC1019 – Transmissão de Calor
	AVALIAÇÃO REFERENTE:
	A1 X	A2	A3
	PROFESSOR:
	Hildson Rodrigues de Queiroz
	MATRÍCULA:
	Nº NA ATA:
	DATA:
	21/04/2021
	NOME DO ALUNO:
Questão 1 (2,0 pontos)
Em uma usina de potência, tubos de transporte de vapor superaquecido são muito comuns. Vapor superaquecido escoa a uma taxa de 0,3 kg/s dentro do tubo de 5 cm de diâmetro e 10 m de comprimento. O tubo está localizado no ambiente a 20 °C com temperatura de superfície uniforme de 100 °C. Considerando que a queda de temperatura entre a entrada e saída do tubo é 30 °C e o calor especifico do vapor é 2.190 J/kg.K, determine o coeficiente de transferência de calor como resultado da convecção entre a superfície do tubo e a vizinhança.
Area da superficie 
A = π . D . L
A = π . 0,05 . 10
A = 1571 M²
Fluxo de calor
Q = m.c (Tentra – Tsai )
Q = 0,3 . 2190 . 30
Q = 19710 w
coeficiente de transferencia de calor
Q = h.A (Tsup – Tamb)
h = q = 19710
 A (T – T ) 1571 .(100 – 20)
h = 157 W/m² . °C
Questão 2 (2,0 pontos)
Uma técnica de medir a condutividade térmica de material é montar um sanduíche de um aquecedor elétrico entre duas amostras retangulares idênticas do material e isolar fortemente os quatro lados externos, como mostrado no esquema abaixo. Termopares instalados nas superfícies interna e externa das amostras indicam as temperaturas.
Durante um experimento, foram utilizadas duas amostras de 10 cm x 10 cm de área e 0,5 cm de espessura. Ao atingir o regime permanente, observou-se que o consumo do aquecedor elétrico é de 25 W, e as temperaturas de cada amostra apresentaram uma queda de 82 °C na superfície interna para 74 °C na superfície externa. Determine a condutividade térmica do material na temperatura média do experimento.
Questão 3 (2,0 pontos)
A Equação Geral da Condução de Calor (ou equação da difusão de calor) em coordenadas cartesianas, apresentada abaixo, é empregada para se deduzir versões simplificadas apropriadas a casos particulares da condução de calor.
					 •
∂ k ∂T + ∂ k ∂T + ∂ k ∂T + q = 0
 ∂x ∂x ∂y ∂y ∂z ∂z
Considerando o caso da condução de calor bidimensional, em regime permanente e com geração de energia, mostre como fica a equação, após aplicar as hipóteses acima.
Questão 4 (2,0 pontos)
Considere uma panela de aço usada para ferver água em um fogão elétrico. A seção inferior da panela tem espessura L = 0,3 cm e diâmetro D = 20 cm. Uma boca do fogão consome 1.250 W de potência durante seu uso, e 85% do calor gerado é transferido uniformemente para a panela. A transferência de calor da superfície superior do fundo da panela para a água ocorre por convecção, com coeficiente de transferência de calor h. Considerando que a condutividade térmica é constante e a transferência de calor é unidimensional, expresse a formulação matemática (equação diferencial e condições de contorno) desse problema de condução de calor durante operação permanente. Não resolva o problema.
																																																														 •
∂ k ∂T + ∂ k ∂T + ∂ k ∂T + q = ∂T
 ∂x ∂x ∂y ∂y ∂z ∂z ∂ t 
∂ k ∂T + q = ∂T
 ∂x ∂x ∂ t 
									X
∂ k ∂T = 0 
 ∂x ∂x