Grátis: Uma parede tem temperaturas superficiais interna e externa iguais a 16 e 6 °C, respectivamente. As temperaturas do ar interno e externo são 20 e 5 ... – Questões Respondidas

Mecânica Sólida

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Uma parede tem temperaturas superficiais interna e externa iguais a 16 e 6 °C, respectivamente. As temperaturas do ar interno e externo são 20 e 5 °C, respectivamente. Os coeficientes de transferência de calor por convecção nas superfícies interna e externa são 5 e 20 W/(m2 · K), respectivamente. Calcule os fluxos térmicos do ar interior para a parede, da parede para o ar exterior, e da parede para o ar interior. Está a parede sob condições de regime estacionário?

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Um tanque cilíndrico de 10 pés de altura e 96 polegadas de diâmetro é usado para armazenar um combustível cuja massa específica é de 6,26 libras por galão. Determine o volume do tanque em metros cúbicos e a pressão exercida no fundo do tanque em Pascal.

A água escoa para baixo em um tubo a 45o, como mostra a figura abaixo. A queda de pressão p1-p2 deve-se em parte à gravidade e em parte ao atrito. O manômetro de mercúrio indica uma diferença de altura de 152 mm. Qual é a queda total de pressão p1-p2 em Pa? Qual é a queda de pressão por causa do atrito somente entre 1 e 2 em Pa? A leitura do manômetro corresponde somente à queda em decorrência do atrito? Por quê?

Água a 20 oC escoa através de uma tubulação de 5 cm de diâmetro com uma inclinação vertical de 180 oC. O comprimento total de tubulação entre as falanges 1 e 2 é de 75 cm. Quando o escoamento é de 230 N/s, p1 = 165 kPa e p2 = 134 kPa. Negligenciando o peso do tubo, determine a força total que as falanges suportam para esse escoamento.

2) Informa-se que a condutividade térmica de uma folha de isolante extrudado rígido é igual a k = 0,029 W/(m·K). A diferença de temperaturas medida entre as superfícies de uma folha com 25 mm de espessura deste material é T1 − T2 = 12 °C.
a) Qual é o fluxo térmico ao longo de uma folha do isolante com 3 m × 3 m?
b) Qual é a taxa de transferência de calor pela folha de isolante?
c) Qual é a resistência térmica da folha em razão da condução?
Resp.: a) 13,92 W/m2; b) 125,28 W/m2; c) 0,096 K/W

Um painel fotovoltaico de dimensões 2 m × 4 m é instalado no telhado de uma residência. O painel é irradiado com um fluxo solar GS = 700 W/m2, perpendicular à superfície superior do painel. A absortividade do painel em relação à irradiação solar é de αS = 0,83 e a eficiência de conversão do fluxo absorvido em potência elétrica é η = P/(αSGSA) = 0,553 − 0,001 (K–1)Tp, em que Tp é a temperatura do painel expressa em kelvin e A é a área do painel solar. Determine a potência elétrica gerada para (a) um dia tranquilo de verão, no qual Tviz = T∞ = 35 °C, h = 10 W/(m2 · K), e (b) um dia de inverso com vento, no qual Tviz = T∞ = −15 °C, h = 30 W/(m2 · K). A emissividade do painel é ε = 0,90.