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Se utiliza um trocador de calor de tubo duplo, parede fina com diâmetros interno e externo de 0,20 m e 0,25 m respectivamente. Utilizado para condensar refrigerante 34a com água a 15°C. Os coeficientes de transferência de calor por convecção na superfície interna e externa são 5000 W/m².K e 2500 W/m².K respectivamente. Qual é o valor do coeficiente de transferência de calor total deste trocador?

563 W/m².K
1983 W/m².K
1667 W/m².K
1995 W/m².K
1000 W/m².K
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ano passado

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Para calcular o coeficiente de transferência de calor total (U) em um trocador de calor de tubo duplo, utilizamos a seguinte fórmula: \[ \frac{1}{U} = \frac{1}{h_i} + \frac{R_f}{k} + \frac{1}{h_o} \] Onde: - \(h_i\) é o coeficiente de transferência de calor na superfície interna (5000 W/m².K). - \(h_o\) é o coeficiente de transferência de calor na superfície externa (2500 W/m².K). - \(R_f\) é a resistência térmica da parede do tubo (que, para uma parede fina, pode ser desprezada se não houver informações sobre a condutividade térmica e a espessura). Como a parede é fina, podemos simplificar a equação e considerar apenas os coeficientes de convecção: \[ \frac{1}{U} = \frac{1}{5000} + \frac{1}{2500} \] Calculando: \[ \frac{1}{U} = \frac{1}{5000} + \frac{1}{2500} = \frac{1}{5000} + \frac{2}{5000} = \frac{3}{5000} \] Portanto: \[ U = \frac{5000}{3} \approx 1666.67 \, \text{W/m².K} \] Arredondando, o valor do coeficiente de transferência de calor total é aproximadamente 1667 W/m².K. Assim, a alternativa correta é: 1667 W/m².K.

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