LIsta de Transferncia de Calor revisada 2

Transferência de Calor - Lista de Exercícios

1) Uma janela de vidro duplo (cada um com espessura de 4 mm) possui uma camada de ar de 1 cm entre os vidros. O ar externo está a -10°C com um coeficiente convectivo de transferência de calor de 175 W/m²K. A superfície da camada de vidro em contato com o ambiente interno está a 298 K. Determine a taxa de transferência de calor e a temperatura mais baixa na camada de ar. Dados: : K(vidro) = 0,79 W/m.K: K(aço)= 0,024 W/m.K. Solução: q”= 81 W/m², T= - 9,1°C.

2) Uma manta fina de aquecimento elétrico dissipa 100 W/m². Sobre sua face esquerda tem 2 cm de madeira macia, seguida de uma placa de vidro de 2 mm de espessura exposta ao ar a 60ºC com um coeficiente convectivo h = 25 W/m²K. Sobre a face direita da manta aquecedora tem uma camada de ar de 1 mm, seguida de uma chapa fina de aço de 1 mm que está exposta a um escoamento de água a 200 kPa e 100ºC com um h = 50 W/m²K. A geometria é toda plana e o regime é permanente. Determine a temperatura da manta e as taxas de fluxo de calor (W/m²) para a direita e para a esquerda da manta, dados: K(aço)= 50,2 W/m.K ; : K(madeira)= 0,04 W/m.K Solução: T=94°C, q”= -63 W/m², q” = 163 W/m².

3) Um painel de circuitos elétricos possui uma camada de 1 mm de substrato, k = 0,95 W/mK, uma camada de 1,5 mm de plástico, k = 0,4 W/mK, exposta a um coeficiente convectivo externo h= 35 W/m²K do óleo de refrigeração, com uma temperatura de 28ºC. Se o circuito elétrico gera 1000 W/m², quão quente ele vai estar? Solução: T=58°C;

4) Vapor d’água saturado a 15 kPa escoa em um tubo de aço com raio interno de 0,2 m e uma espessura de parede de 3 mm. O isolamento térmico aplicado em torno do tubo tem 0,1 m de espessura com uma condutividade térmica de 0,07 W/mK, e o coeficiente convectivo entre a superfície externa do isolante e o ar ambiente a 25ºC é 25 W/m²K. Determine a queda de temperatura através do isolamento e a taxa de fluxo de