U3 Atividade Fenômeno de Transpotes

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U3 - Atividade Diagnóstica		ENGC - FENÔMENOS DE TRANSPORTE
Questão 1
Na condução, é intuitivo pensarmos em movimentos atômicos e moleculares quando tratamos desse modo de transferência de calor. 
“A condução pode ser definida como a transferência de energia de partículas __________ energéticas para partículas __________ energéticas, devido a interações entre essas partículas. Chamamos de __________ de energia a transferência líquida de energia a partir do movimento molecular aleatório das moléculas.”
Em sequência, as palavras que completam corretamente essas lacunas são.
Escolha uma:
a. menos, mais, advecção. 
b. mais, menos, advecção. 
c. menos, mais, difusão. 
d. mais, menos, convecção. 
e. mais, menos, difusão.
 A condução pode ser definida como a transferência de energia de partículas mais energéticas para partículas menos energéticas, devido a interações entre essas partículas. Chamamos de difusão de energia a transferência líquida de energia a partir do movimento molecular aleatório das moléculas.
Questão 2
A partir da lei de Fourier, a condutividade térmica indica a taxa de energia que é transferida por difusão.
Analise as afirmações abaixo e julgue-as como verdadeiras (V) ou falsas (F)
( ) Para materiais isotrópicos, a condutividade térmica depende da direção da transferência.
( ) Para um dado gradiente de temperatura, aumentando-se a condutividade térmica do material, aumenta-se o fluxo térmico por condução.
( ) Comparativamente, sólidos tem valores de condutividade térmica maiores que os líquidos, que tem valores maiores que os gases.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta.
Escolha uma:
a. F, V, F. 
b. V, F, F. 
c. F, V, V. ( F ) Para materiais isotrópicos, a condutividade térmica depende da direção da transferência. Para materiais isotrópicos, a condutividade térmica independe da direção da transferência, portanto, .
( V ) Para um dado gradiente de temperatura, aumentando-se a condutividade térmica do material, aumenta-se o fluxo térmico por condução.
( V ) Comparativamente, sólidos tem valores de condutividade térmica maiores que os líquidos, que tem valores maiores que os gases.
d. F, F, V. 
e. V, V, V. 
Questão 3 
Existem diversos parâmetros adimensionais utilizados em fenômenos de transporte. Por exemplo, para a mecânica dos fluidos, o parâmetro mais importante é o número de Reynolds.
Analise as afirmações a seguir e julgue-as como verdadeiras (V) ou falsas (F).
( ) O número de Nusselt é um parâmetro adimensional muito utilizado para determinarmos o coeficiente de transferência de calor por convecção. 
( ) Se o número de Nusselt for igual a um, significa que temos somente transferência de calor por condução ocorrendo, ou seja, o fluido está estacionário.
( ) O número de Prandtl é um parâmetro adimensional muito utilizado para determinarmos a relação da espessura das camadas-limite térmica e de velocidade.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta.
Escolha uma:
a. V, F, V. 
b. V, V, V. ( V ) O número de Nusselt é um parâmetro adimensional muito utilizado para determinarmos o coeficiente de transferência de calor por convecção. 
( V ) Se o número de Nusselt for igual a um, significa que temos somente transferência de calor por condução ocorrendo, ou seja, o fluido está estacionário.
( V ) O número de Prandtl é um parâmetro adimensional muito utilizado para determinarmos a relação da espessura das camadas-limite térmica e de velocidade.
c. V, F, F. 
d. F, V, V. 
e. F, V, F. 
Questão 4
Os trocadores de calor são equipamentos utilizados para promover a transferência de calor entre fluidos a diferentes temperaturas, que se encontram separados por uma parede sólida.
Assinale a alternativa que apresenta apenas tipos de trocadores de calor existentes.
Escolha uma:
a. Bitubular e casco-e-tubo. O tipo de trocador mais simples é o de tubos concêntricos, também chamado de bitubular. Outro tipo de trocador de calor comumente encontrado na indústria é o trocador de casco e tubo.
b. Tubos concêntricos e tubo circular. 
c. Radial e aleta. 
d. Laminar e turbulento. 
e. Coaxial e concêntrico.
U3 - Atividade de Aprendizagem
Questão 1
Uma taxa de calor de é conduzida através de um material isolante, utilizado em um forno industrial, com área de seção reta de e espessura de . Se a temperatura da superfície interna é de e a condutividade térmica do material é de , qual a temperatura da superfície externa?
Com base no texto assinale a alternativa correta.
Escolha uma:
Questão 2
A condutividade térmica de uma folha de isolante de alumínio extrudado rígido é igual a . Para uma determinada aplicação, a diferença de temperaturas medida entre as superfícies de uma folha com 20 mm de espessura deste material é . Qual é a taxa de transferência de calor através de uma folha de isolante com dimensões 2m x 2m?
Com base no texto assinale a alternativa correta.
Escolha uma:
a. 73 W.
b. 32 W.
c. 58 W. Correto
A lei de Fourier pode ser reescrita na forma:
Para calcularmos a taxa de transferência de calor, partimos da definição que o fluxo é a taxa de transferência de calor por unidade de área. Portanto:
d. 44 W.
e. 65 W.
Questão 3
A superfície de uma placa de aço é mantida a uma temperatura de . Uma corrente de ar é soprada por um ventilador e passa por sobre a superfície da placa. Sabendo que o ar se encontra a uma temperatura de e considerando um coeficiente de troca de calor por convecção de .
, O fluxo de calor removido da placa é de?
Questão 4
A radiação emitida por uma superfície real é calculada comparando-a com um corpo negro. Um corpo negro é definido como um corpo hipotético que absorve toda a radiação térmica que nele incidir. Ou seja, ele emite radiação exatamente na mesma taxa que absorve. A lei de Stefan-Boltzmann relaciona o poder emissivo de um corpo negro com a temperatura da sua superfície, como mostra a equação:
 
Em que é a constante de Stefan-Boltzmann e é a temperatura da superfície do corpo negro, em Kelvin.
O fluxo térmico E máximo de uma superfície real, cuja emissividade e absortividade valem 0,8 e 0,6, respectivamente, pode ser calculado através da equação.
Escolha uma:
Em que é a emissividade, uma propriedade radiante da superfície que depende do seu material e seu acabamento.
Explicações:
Q1
Vamos aos dados fornecidos no enunciado do exercício:
Taxa de condução de calor = 3 Kcal = 3 * 10³ cal
Área da secção reta = 10 m²
Convertendo para cm² temos: A = 10 * cm² 
Área da secção reta =  cm²
Espessura do material  = 2,5 cm
Temperatura interna ou Temperatura quente = 415 º C
Condutividade térmica = 0,2 cal/s*cm*ºC 
Temperatura externa ou Temperatura fria = T
ΔT = Tquente - Tfria = (415 - Tf) 
A taxa de fluxo de calor por condução (P) é definida pela seguinte equação:
P = ΔQ/ΔT = K*A*ΔT / L
Onde:
∆Q/∆t é a taxa de fluxo de calor;
K é a condutividade térmica (característica intrínseca ao material);
A é a área de superfície;
∆T é a variação na temperatura (Tq - Tf);
L é a espessura de material isolante.
Desta forma, basta substituirmos os dados do enunciado na equação, com atenção com as unidades de medida:
 3 * 10³ = 0,2 *  *( 415 - T) / 2,5
7,5 * 10³ = 2 *  *( 415 - T)
7,5 * 10³ = 830 * - 2 *  * T
7,5 * 10³  - 8300 * 10³ = - 2 *  * T
8292,5 * 10³ = 20 * 10³ * T
T = 414,62 º C
Q2
q''x = k * delta t / L
q''x = 0,029*10/0,02
q''x = 14,5 w
qx = qx''* área 
qx = 14,5 * 4 
qx= 58 w
Q 3
Q h A Tp-T∞ . . = W
Como não temos a área
fiz (150*(150-25)=18750
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