Exercicios

inserindo um cilindro vazado de alumínio (k = 200 W/m.K) que serve de base para 12 aletas axiais. O transistor tem raio externo de 2 mm e altura de 6 mm, enquanto que as aletas tem altura de 10 mm e espessura de 0,7 mm. O cilindro base, cuja espessura é 1 mm, está perfeitamente ajustado ao transistor e tem resistência térmica desprezível. Sabendo que ar fluindo a 20 ºC sobre as superfícies das aletas resulta em um coeficiente de película de 25 2 W/m .K, calcule o fluxo de calor dissipado quando a temperatura do transistor for 80 ºC. n = 12 aletas k Al = 200 W m. K l = 10mm = 0 , 01m rt = 2 mm = 0 , 002 m ec = 1 mm = 0 , 001 m rc = rt + ec = 2 + 1 = 3mm = 0 , 003m b = 6mm = 0 , 006m e = 0 , 7 mm = 0 , 0007 m TS = 20o C T∞ = 80o C h = 25 W m2 . K Cálculo de AR : AS = 2.π .rc .b = 2 × π × 0,003 × 0,006 = 1,13 × 10 −4 m 2 At = b . e = 0 , 006 × 0 , 0007 = 0 , 42 × 10 −5 m2 AR = AS − n . At = 1,13 × 10 −4 − 12 × 0 , 42 × 10−5 = 6 , 26 × 10−5 m2 Cálculo de AA ( desprezando as áreas laterais ) : AA = n.(l.b ).2 = 12 × (0,01 × 0,006 ) × 2 = 0,00144m 2 Cálculo da eficiência da aleta : 2.h 2 × 25 = = 18 ,898m−1 k .e 200 × 0 , 0007 m.l = 18,898 × 0,01 = 0,18898 m= tgh(m.l ) = tgh(0,18898) = 0,18676 tgh(m.l ) 0,18676 η= = = 0,9883 m.l 0,18898 (98,83% ) Cálculo do fluxo de calor : Desprezando as resistências de contato entre o transistor e o cilindro e do próprio cilindro, a temperatura da base das aletas pode ser considerada como 80 ºC. ( ) q& = h.( AR + η. AA )( .…

duas camadas: 0,20 m de tijolo refratário (K= 1,2 kcal/h.m.°C) e 0,13 m de tijolo isolante (k= 0,15 kcal/h.m².°C). A temperatura dos gases do forno é 1700°C e o coeficiente de película na parede interna é 58 kcal/h.m²°C. A temperatura ambiente é 27°C e o coeficiente de película na parede externa é 12,5 kcal/h.m².°C. Calcular: a) O fluxo de calor por m² de parede; b) A temperatura nas superfícies interna e externa da parede. 2. Um forno retangular de uma fábrica de cerâmica está…

as dimensões da parede de 0,5 e 1,2 m e que a temperatura da parede interna do forno é igual a 500 ºC e a da parede externa é de 251 ºC, qual deverá ser a espessura L da parede se a mesma é feita de aço inoxidável (k = 15,1 W/m.K)? Resposta: L = 1,33 m 02 – Em julho de 1988 a temperatura atingiu 10 ºC no Rio Grande do Sul. (a) Calcule a que taxa perde calor uma parede de tijolo de 6 m  4 m e 13 cm de espessura. A temperatura interna é de 23 ºC. Condutividade térmica do tijolo, k = 0,74…

constituída de duas camadas: 0,20 m de tijolo refratário (k =1,2 kcal/h.m. ºC) e 0,13 m de tijolo isolante (0,15 kcal/h.m. ºC). A temperatura dos gases dentro do forno é 1700 ºC e o coeficiente de película na parede interna é 58 kcal/h.m2. ºC. A temperatura ambiente é 27 ºC e o coeficiente de película na parede externa é 12,5 kcal/h m2 ºC. Calcular: a) O fluxo de calor por m2 de parede; b) A temperatura nas superfícies interna e externa da parede. Dados do Exercício A = 1m² L…

transmitido através de uma agitação molecular em escala microscópica (não há deslocamento visível de massa). T2 T1 ................ ............... T1  T2 A lei básica para o estudo da T.C. é a Lei de Fourier: = - k . A . dT onde: k = condutibilidade térmica do material dx A = área de troca (cte) = taxa de transferência de calor dT=…

de inverno, o consumo de energia será maior nos dias com ou sem ventania? Justifique. Nota: Página 2/4 Exercício 2 No interior de uma estufa de alta temperatura os gases atingem 650 ºC. A parede da estufa é de aço, tem 6 mm de espessura e fica em um espaço fechado em que há risco de incêndio, sendo necessário limitar a temperatura da superfície em 38 ºC. Para minimizar os custos de isolação, dois materiais serão usados: primeiro um isolante de alta temperatura…

Uma camada de material refratário (k=1,5 kcal/h.m.ºC ) de 50 mm de espessura está localizada entre duas chapas de aço ( k = 45 kcal/h.mºC ) de 6,3mm de espessura. As faces da camada refratária adjacentes às placas são rugosas de modo que apenas 30% da área total está em contato com o aço. Os espaços vazios são ocupados por ar (k=0,013 kcal/h.m.ºC ) e a espessura média da rugosidade de 0,8mm. Considerando que as temperaturas das superfícies externas da placa de aço são 430ºC e 90ºC,…

contracorrente. A pressão de operação é controlada por pressostatos ligados ao sistema de alimentação de combustível para a fornalha. Quando a demanda de vapor aumenta, a pressão começa a cair e o sistema de alimentação deve fornecer mais combustível e ar para a fornalha. Assim, com maior geração de gases (e calor) na fornalha, a produção de vapor aumenta restabelecendo a pressão de trabalho ao seu valor de “set-point”. 3.3- Tipos As caldeiras são classificadas em: a) Aquotubulares –…

MECANISMOS COMBINADOS 6 2.5. REGIMES DE TRANSFERÊNCIA DE CALOR 7 2.6. SISTEMAS DE UNIDADES 7 3. CONDUÇÃO DE CALOR 8 3.1 CONDUÇÃO DE CALOR UNIDIMENSIONAL EM REGIME PERMANENTE 8 3.2. LEI DE FOURIER 8 3.3. CONDUÇÃO DE CALOR EM UMA PAREDE PLANA 10 3.4. ANALOGIA ENTRE RESISTÊNCIA TÉRMICA E RESISTÊNCIA ELÉTRICA 13 3.5. ASSOCIAÇÃO DE PAREDES PLANAS EM SÉRIE 14 3.6. ASSOCIAÇÃO DE PAREDES PLANAS EM PARALELO 15 3.7. CONDUÇÃO DE CALOR ATRAVÉS DE CONFIGURAÇÕES CILÍNDRICAS 19 3.8.…

e será construída de aço (k= 40 kcal/h.m.°C), com 10 mm de espessura. O calor será inteiramente gerado por resistências elétricas de 100, pelas quais passará uma corrente de 10 A (P = R.I²). Não pode ser permitida uma perda de calor superior a 10 % do calor gerado. Sabendo-se que as temperaturas nas faces das paredes, interna e externa, são respectivamente 300°C e 20°C, pede-se: a) A resistência térmica exigida na parede da estufa; b) A espessura da lã de vidro. 2-) Um tubo de aço…