Transferência de Calor

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Determine a área necessária do tubo para ocorrer a troca de calor. A água tem =4,19 kJ/(kg.K). a. 33,5 m² b. 55,5 m² c. 11,5 m² d. 44,5 m² e. 22,5 m²

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Unidade 03

ESTÁCIO

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Considere um trocador de calor de correntes contrárias (contracorrente) em que a água quente escoa a 2 kg/s e a água fria escoa a 5 kg/s. Supondo que o coeficiente de transferência global de calor é de 1800 W/(m².K), estime a área necessária à transferência de calor para resfriar a água quente de 90 a 50ºC, sabendo que a água fria entra a 30ºC. Admita que.
a. 7,50 m²
b. 3,05 m²
c. 4,50 m²
d. 9,42 m²
e. 6,14 m²

Uma aleta retangular de alumínio, cuja condutividade k = 200 W/(m.K) possui dimensões de 0,3 de espessura e 7,5 cm de comprimento. Uma de suas extremidades, a que recebe calor, encontra-se a 300ºC, e a temperatura do ambiente para onde ela dissipa calor está a 50ºC, que, nestas condições possui um coeficiente de transferência de calor por convecção h = 10 W/m².K. Estime a dissipação de calor por unidade de profundidade da aleta.
a. 359 W/m
b. 269 W/m
c. 159 W/m
d. 509 W/m
e. 419 W/m

Determine o desempenho de uma aleta de aço, cujo k = 16 W/(m.K), com dimensões de comprimento igual a 10 cm e de diâmetro correspondente a 10 mm. Considere que esta aleta está submetida a um ambiente em que o coeficiente de transferência de calor por convecção seja de 5.000 W/m².K.

a. 52%
b. 6%
c. 13%
d. 85%
e. 25%

Um trocador de calor de um casco e dois passes por tubo aquece água, de a uma taxa de 3 kg/s, que entra a 35ºC até 95ºC , utilizando óleo, cujo entrando a 185ºC e saindo a 95ºC . O coeficiente global de transferência de calor é de 450 W/(m².K). Determine a área necessária para a troca de calor.

a. 32,6 m²
b. 24,8 m²
c. 10,2 m²
d. 28,4 m²
e. 20,1 m²

Qual deve ser o comprimento de uma aleta cilíndrica de vidro, de diâmetro de 20 mm, cujo k = 0,8 W/(m.K), submetida a um ambiente em que h = 25 W/(m².K), para que seu desempenho seja de 100%?
a. 8,6 cm
b. 0,43 cm
c. 4,3 cm
d. 0,86 cm
e. 12,4 cm

Uma aleta circular de 0,5 cm de diâmetro possui um coeficiente de transferência de calor por convecção h = 100 W/(m².K). Uma vez que uma de suas extremidades é mantida a 100ºC e a outra extremidade está exposta ao ar atmosférico a 25ºC, estime a perda de calor da aleta, considerando que a aleta é feita de uma liga de alumínio cuja condutividade térmica k = 180 W/(m.K) a 100ºC. Admita que, para uma barra circular longa, que é o caso, tgh(mL) = 1, sendo m a massa da aleta e L seu comprimento característico.
a. 8,3 W
b. 5,6 W
c. 3,2 W
d. 1,6 W
e. 4,8 W

Uma aleta retangular de alumínio, cuja condutividade k = 200 W/(m.K) possui dimensões de 0,3 de espessura e 7,5 cm de comprimento. Uma de suas extremidades, a que recebe calor, encontra-se a 300ºC, e a temperatura do ambiente para onde ela dissipa calor está a 50ºC, que, nestas condições possui um coeficiente de transferência de calor por convecção h = 10 W/m².K. Estime a dissipação de calor por unidade de profundidade da aleta.
a. 359 W/m
b. 269 W/m
c. 159 W/m
d. 509 W/m
e. 419 W/m

Qual a temperatura aproximada que 25 ton/h de uma solução de álcool, de = 3,81 kJ/(kg.K), admitida a uma temperatura de 65ºC, alcançará, em um trocador de calor de casco e tubo, que opera em contracorrente, de 2,5 cm de diâmetro externo e 38,7 m² de área externa, quando água, a uma taxa de 22,7 ton/h e 10ºC ( kJ/(kg.K)), é usada para resfriá-la e sai ao final à temperatura de 21ºC, considerando ainda que o coeficiente global de transferência de calor, baseado na superfície externa do tubo, é de 570 W/(m².K).

a. 55ºC
b. 30ºC
c. 25ºC
d. 60ºC
e. 40ºC

Um trocador de calor de casco e tubo opera em correntes paralelas, sendo constituído de um tubo de 2,5 cm de diâmetro externo, prestando-se a resfriar uma taxa de 25 ton/h de uma solução de álcool etílico, =3,81 kJ/(kg.K), de 65 até 40ºC. Para isso, é utilizado, como agente refrigerante, água a uma taxa de 22,7 ton/h admitida a 10ºC. O coeficiente global de transferência de calor, baseado na superfície externa do tubo, é de 570 W/(m².K). Determine a área necessária do tubo para ocorrer a troca de calor. A água tem =4,19 kJ/(kg.K).

a. 33,5 m²
b. 55,5 m²
c. 11,5 m²
d. 44,5 m²
e. 22,5 m²