Lista de exercicios_resolvida transferência de calor

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Lista de Exercícios 
1) A adição de aletas de alumínio foi sugerida para aumentar a taxa de dissipação de calor de 
um lado de dispositivo eletrônico com 1 m de largura e 1 m de altura. As aletas devem ter 
seção transversal retangular, 2,5 cm de comprimento e 0,25 de espessura, com mostra a 
figura. O coeficiente de transferência de calor por convecção, tanto para a parede como 
para as aletas, é estimado em 35 W/m²K. Com essas informações, determine o aumento 
percentual na taxa de transferência de calor da parede aletado em relação em relação à 
parede sem aletas. A condutividade térmica do alumínio é de (k) = 240 W/(m K). Resposta ≈ 
500%. 
Formula para calcular o aumento percentual: 100
q
qq
% 






 

Aletas Sem 
Aletas Sem Aletas Com 
 
 
 
 
   
 
 
Tq
Tq
TAhq
Tq
Tq
TAANhq
Tanh
mL
mLTanh
mmmAAA
mwLA
mtLLm
TAANhq
b
ba
C
C
aletastotalb
Ca
C
ba
















35 
135 
 aletas semcalor 
48,204 
75,00525,097,010035 
 lcalor tota
974,0
02625,080,10
02625,080,10
²75,0²)0025,01(100²][1aletas das área a sem aleta da área
0525,002625,0122aleta da real área
02625,0)2/0025,0(025,0)2/(80,10
0025,0240
352
tk
h2
m
: temos(aula) tabela retangular aleta
2
1



%500484100
35
3548,204
% 




 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2) A parede de um trocador de calor líquido-gás tem uma área superficial no lado do líquido de 
1,8 m² (0,6 m x 3,0), com um coeficiente de transferência de calor de 255 W/m² K. No outro 
lado do trocado de calor flui um gás e a parede tem 96 aletas retangulares finas de aço, com 
0,5 cm de espessura e 1,25 cm de altura (k=3 W/mK), como mostra no desenho. As aletas 
têm 3m de comprimento e o coeficiente de transferência de calor no lado do gás é 57 
W/m²K. Supondo que a resistência térmica da parede seja desprezível, determine a taxa de 
transferência de calor se a diferença de temperatura total é de 38 ºC. Resposta: 7470,00 W. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
W
RR
T
R
T
q
T
T
T
T
T
Tq
R
R
T
TAANhq
mL
mLTanh
mmmAAA
mwLA
mtLLm
R
T
TAANhq
TT
h
T
R
T
TAhq
líquido
RR
T
R
T
q
basealetalíquido
total
ba
C
C
aletastotalb
Ca
C
ba
b
basealetalíquido
total
7470
002179,0109,2
38
109,21/343R
ra. temperatude diferença acortar posso
R
433 
R
33,009,066,09657 
R
33,009,066,09657 
aleta da aresistênci base da aresistênci
 lcalor tota
66,0
²33,0²)05,03(98²][8,1aletas das área a sem aleta da área
09,0015,0322aleta da real área
015,0)2/005,0(0125,0)2/(17,87
005,03
572
tk
h2
m
: temos(aula) tabela retangular aleta
Aletas
002179,0
8,1255
11
:´
3
3
2
1



























































 
 
 
3) Uma aleta circunferencial de seção transversal retangular, com 3,7 cm de diâmetro externo 
e 0,3 cm de espessura, envolve um tubo com 2,5cm de diâmetro, como mostrado a seguir. A 
aleta é fabricada em aço. Um fluxo de ar passado sobre a aleta produz um coeficiente de 
transferência de calor de 28,4 W/m²K. Se as temperaturas da base da aleta e do ar forem 
respectivamente, 260 ºC e 38 ºC, calcule a taxa de transferência de calor da aleta. 
Condutividade térmica do aço (k) = 43 W/(m K). Resposta: qaleta=9,45 W 
 
 
 
 
 
 
 
 45,9
222)1053,1(98,014,28 lcalor tota
²1053,12
0,98 menteaproximada é eficiência a gráfico no 6,1
0125,0
02,0
(t/2)LLc
tLAp
105,7
2
003,0
106
003,010643
4,28
 aleta da eficiência acalcular para aula) de slide no encontra (secircular aleta para gráfico outilizar vamos
:equação a com ficamos forma desta
0
base. nacalor de taxaarar desconside podemos
 então aleta nacalor de taxaa apenascalcular para pede exercício O
3
3
1,2
1
2
3
2/3
3
3
2/3
Wq
TANhq
mrrA
r
r
mLc
kAp
h
TANhq
TAhq
TAhTANhqqq
total
total
ca
c
total
b
bbasealetatotal



























 
4) Vapor de um sistema de aquecimento flui através dos tubos cujo diâmetro externo é de 5 
cm, e cujas paredes são mantidos a uma temperatura de 180 °C. Aletas circulares de liga de 
alumínio 2024-T6 (k = 186 W / m °C) de diâmetro externo de 6 cm e uma espessura 
constante de 1 mm está ligado ao tubo. O espaço entre as aletas é de 3 mm e, portanto, 
existem 250 aletas por metro de comprimento do tubo. O calor é transferido para o ar que 
se encontra a uma temperatura de (Tꝏ= 25 °C) com um coeficiente de transferência de calor 
de 40 W / m²°C. Determinar o aumento da taxa de transferência de calor como resultada da 
adição de aletas. Determine a efetividade? Resposta: 2639 W. ε=3,74. 
 
 
 
 
 
  74,3
89,973
86,3646
eEfetividad
95,267289,97384,3646
89,973
84,3646 lcalor tota
²1178,02
²10917,12
0,98 menteaproximada é eficiência a gráfico no 22,1
025,0
0305,0
08,0
0305,02/
m105,5(t/2)LLc
m105,5tLAp
 aleta da eficiência acalcular para aula) de slide no encontra (secircular leta
a para gráfico outilizar vamos
1
3
1,2
1
2
2/3
22
3-
6-














semaleta
total
semaletatotal
b
total
b
ca
c
c
batotal
bbasealetatotal
q
q
qqq
TAhq
WTANhq
mNtHrA
mrrA
r
r
Lc
kAp
h
mtrr
TAANhq
TAhTANhqqq






