Processos de Transferência de Calor (EMC11) - AV III

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A equação geral da condução de calor é baseada em uma vasta evidência experimental e sua dedução é feita a partir de um balanço de
energia em um elemento infinitesimal de volume, geralmente em coordenadas retangulares, cilíndricas e esféricas. Com base nos termos da
equação geral da condução de calor, analise as sentenças a seguir:
I- O termo 'g' da equação geral da condução de calor é a geração de calor interna por unidade de volume.
II- O termo de geração de calor só está presente na equação geral da condução de calor quando o fenômeno ocorre em estado (regime)
transiente.
III- Na maioria das aplicações práticas da condução de calor, a condutividade térmica (k) do material pode ser assumida como um valor
constante.
Assinale a alternativa CORRETA:
A Somente a sentença II está correta.
B Somente a sentença III está correta.
C As sentenças I e III estão corretas.
D As sentenças I e II estão corretas.
A equação geral da condução de calor desenvolvida a partir do balanço de energia do elemento diferencial no volume não leva em
consideração as condições térmicas nas fronteiras ou contorno das superfícies do elemento de volume. Portanto, precisamos inserir
informações adicionais chamadas de condições de contorno e condição inicial. Com base neste conceito, classifique V para as sentenças
verdadeiras e F para as falsas:
( ) As condições de contorno são úteis para encontrar a solução particular do problema de condução de calor, expresso na equação da
distribuição de temperatura.
( ) O processo de integração da equação geral da condução de calor unidimensional em estado (regime) transiente gera uma constante de
integração para o termo transiente da equação, geralmente especificado pela condição inicial do problema (temperatura no tempo igual a
zero).
( ) O processo de integração da equação geral da condução de calor unidimensional em estado (regime) transiente não gera constantes de
integração (C1 e C2) para a direção do sistema de coordenadas geométricas na equação da distribuição de temperatura.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
A F - F - V.
B V - V - F.
C F - V - F.
D V - F - F.
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( ) A energia térmica necessária para a operação da caldeira pode ser obtida a partir da queima de combustíveis sólidos, líquidos ou
gasosos.
( ) Os tipos mais comuns de caldeiras que produzem vapor pela queima de combustíveis são as caldeiras do tipo flamotubular e
aquatubular.
( ) As caldeiras aquatubulares caracterizam-se pela passagem dos gases quentes de combustão pelos tubos que atravessam o reservatório
de água a ser aquecida para produção de vapor.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
A F - V - V.
B F - F - V.
C V - F - F.
D V - V - F.
A equação geral da condução de calor é baseada em uma vasta evidência experimental e sua dedução é feita a partir de um balanço de
energia em um elemento infinitesimal de volume, geralmente em coordenadas retangulares, cilíndricas e esféricas. Com base nos termos da
equação geral da condução de calor, analise as sentenças a seguir:
I- O termo 'alfa' da equação geral da condução de calor é a difusividade térmica.
II- O termo 'g' da equação geral da condução de calor é a geração de calor interna por unidade de volume.
III- O termo de geração de calor só está presente na equação geral da condução de calor quando o fenômeno ocorre em estado (regime)
permanente.
Assinale a alternativa CORRETA:
A As sentenças I e II estão corretas.
B As sentenças I e III estão corretas.
C Somente a sentença III está correta.
D Somente a sentença II está correta.
Um equipamento industrial de transferência de calor muito comum é o trocador de calor do tipo casco e tubo. A figura a seguir
apresenta um esquema básico deste tipo de equipamento. Um dos componentes do trocador de calor casco e tubo é a chicana, também em
destaque na imagem. Com base na definição das chicanas, analise as sentenças a seguir:
I- O direcionamento do fluxo de fluido feito pelas chicanas é necessário para reduzir o coeficiente de troca térmica no equipamento.
II- As chicanas possuem geometria circular e são fabricadas em tubos de aço que dependem da pressão de operação do trocador de calor.
III- Uma das funções das chicanas é guiar o fluxo de fluido do casco para o feixe de tubos do trocador de calor, aumentando a velocidade e
turbulência do escoamento.
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Assinale a alternativa CORRETA:
A As sentenças I e III estão corretas.
B As sentenças I e II estão corretas.
C Somente a sentença II está correta.
D Somente a sentença III está correta.
Um método de cálculo utilizado no projeto de trocadores de calor é chamado de diferença média logarítmica das temperaturas
(DTML) dos fluidos quente e frio. Considere que um trocador de calor de passe único de correntes de fluido paralelas (fluxo concorrente),
conforme esquema da figura a seguir, tem o fluido quente entrando a temperatura de 101 °C e saindo a 75 ºC. O fluido frio entra a
temperatura de 22 ºC e sai a 43 ºC. Qual é o valor da diferença média logarítmica das temperaturas (DTML)?
A 52 ºC.
B 45 ºC.
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Nos estudos sobre transferência de calor por condução, a difusividade térmica representa a velocidade com que o calor se difunde por
meio de um material e é definida como a razão entre o calor conduzido por meio do material e o calor armazenado no material por unidade
de volume, conforme ilustrado na imagem a seguir. Com base nesta definição, assinale a alternativa INCORRETA:
A Um material com alta capacidade térmica terá grande difusividade térmica.
B A condutividade térmica (k) representa como um material conduz bem o calor.
C Um material com alta condutividade térmica terá grande difusividade térmica.
D A capacidade térmica (densidade x calor específico) representa quanta energia um material pode armazenar por unidade de volume.
A caldeira é um componente de equipamentos industriais classificados como geradores de vapor e aquecedores de fluidos térmicos.
Com base na definição e classificação dos tipos de caldeiras, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas:
( ) As caldeiras aquatubulares caracterizam-se pela passagem da água a ser aquecida pelos tubos que atravessam a região em contato com
os gases quentes de combustão.
( ) As caldeiras flamotubulares podem operar com pressões superiores a pressão de operação das caldeiras aquatubulares.
( ) As caldeiras flamotubulares caracterizam-se pela passagem dos gases quentes de combustão pelos tubos que atravessam o reservatório
de água a ser aquecida para produção de vapor.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
A F - V - F.
B V - F - V.
C V - F - F.
D F - V - V.
Os mecanismos de transferência de calor são estudados a partir de equações constitutivas que regem cada um dos fenômenos
(condução, convecção e radiação térmica). Com relação à equação que é utilizada para calcular o fluxo de calor por convecção, analise as
opções a seguir e, em seguida, assinale a alternativa CORRETA:
A Somente a sentença IV está correta.
B Somente a sentença I está correta.
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X - Somente a sentença II está correta
Nos estudos sobre transferência de calor por condução, a difusividade térmica representa a velocidade com que o calor se difunde por
meio de um material e é definida como a razãoentre o calor conduzido por meio do material e o calor armazenado no material por unidade
de volume, conforme ilustrado na imagem a seguir. Com base nesta definição, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as
falsas:
( ) Uma unidade geralmente utilizada para a difusividade térmica é "J/s".
( ) Uma unidade geralmente utilizada para a difusividade térmica é "m²/s".
( ) Um valor baixo de difusividade térmica indica que a maior parte do calor é absorvida pelo material e uma pequena quantidade de
calor é conduzida adiante.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
A F - V - V.
B V - F - F.
C F - F - V.
D V - V - F.
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