Um reservatório esférico ( k = 1,65 kcal/h.m.oC ) de diâmetro externo 1,2 m e interno 1,1 m é aquecido internamente por resistência elétrica ...

a) Para calcular os coeficientes de película para os fluxos de água e ar, podemos utilizar a equação de transferência de calor por convecção: q = h*A*ΔT Onde: q = taxa de transferência de calor (kcal/h) h = coeficiente de película (kcal/h.m².°C) A = área de transferência de calor (m²) ΔT = diferença de temperatura entre a superfície e o fluido (°C) Para o fluxo de água, temos: q = 140000 kcal/h A = π*(1,2/2)²*4π = 4,52 m² ΔT = 90 - 25 = 65 °C Substituindo na equação, temos: 140000 = h*4,52*65 h = 58,5 kcal/h.m².°C Para o fluxo de ar, temos: q = 20000 kcal/h A = π*(1,2/2)²*4π = 4,52 m² ΔT = 90 - 25 = 65 °C Substituindo na equação, temos: 20000 = h*4,52*65 h = 409,5 kcal/h.m².°C Portanto, os coeficientes de película para os fluxos de água e ar são, respectivamente, 58,5 e 409,5 kcal/h.m².°C. b) Para calcular a temperatura da superfície interna do reservatório em ambos os casos, podemos utilizar a equação de transferência de calor por condução: q = k*A*ΔT/L Onde: q = taxa de transferência de calor (kcal/h) k = condutividade térmica do material (kcal/h.m.°C) A = área de transferência de calor (m²) ΔT = diferença de temperatura entre as superfícies interna e externa (°C) L = espessura do material (m) Para o fluxo de água, temos: q = 140000 kcal/h k = 1,65 kcal/h.m.°C A = 4π*(1,1/2)² = 3,801 m² ΔT = 90 - 25 = 65 °C L = (1,2 - 1,1)/2 = 0,05 m Substituindo na equação, temos: 140000 = 1,65*3,801*65/0,05*π ΔT = 215,7 °C Para o fluxo de ar, temos: q = 20000 kcal/h k = 1,65 kcal/h.m.°C A = 4π*(1,1/2)² = 3,801 m² ΔT = 90 - 25 = 65 °C L = (1,2 - 1,1)/2 = 0,05 m Substituindo na equação, temos: 20000 = 1,65*3,801*65/0,05*π ΔT = 969,8 °C Portanto, a temperatura da superfície interna do reservatório para o fluxo de água é de 215,7 °C e para o fluxo de ar é de 969,8 °C.