Exercício FT

Questão 1
Em uma indústria farmacêutica, pretende-se dimensionar uma estufa. Ela terá a forma cúbica de 1 m de lado e será construída de aço (k = 40 kcal/h.m.ºC), com 10 mm de espessura, isolada com lã de vidro (k= 0,08 kcal/h.m.ºC) e revestida com plástico (k= 0,2 kcal/h.m.ºC) de 10 mm de espessura. O calor será inteiramente gerado por resistências elétricas de 100 Ω, 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 temperatura nas faces das paredes, interna e externa, são respectivamente 300ºC e 20ºC, pede-se :

a) a resistência térmica exigida na parede da estufa;
b) a espessura da lã de vidro.

DADO : 1 W = 0,86 Kcal/h

Questão 2

Um submarino deve ser projetado para proporcionar uma temperatura agradável à tripulação não inferior a 20ºC. O submarino pode ser idealizado como um cilindro de 10 m de diâmetro e 70 m de comprimento. O coeficiente de película interno é cerca de 12 kcal/h.m².°C, enquanto que, no exterior, estima-se que varie entre 70 kcal/h.m².°C (submarino parado) e 600 kcal/h.m².°C (velocidade máxima). A construção das paredes do submarino é do tipo sanduíche com uma camada externa de 19 mm de aço inoxidável ( k=14 Kcal/h.m.°C ), uma camada de 25 mm de fibra de vidro ( k=0,034 Kcal/h.m.°C ) e uma camada de 6 mm de alumínio ( k=175 Kcal/h.m.°C) no interior. Determine a potência necessária ( em kW ) da unidade de aquecimento requerida se a temperatura da água do mar varia entre 7 °C e 12 °C.

DADO : 1 KW = 860 Kcal/h

Questão 3

Um reator de uma indústria trabalha à temperatura de 600ºC. Foi construído de aço inoxidável (ε= 0,06 ) com 2,0 m de diâmetro e 3,0 m de comprimento. Tendo em vista o alto fluxo de calor, deseja-se isolá-lo com uma camada de lã de rocha ( k = 0,05 Kcal/h.m.ºC e ε = 0,75 ) para reduzir a transferência de calor a 10% da atual. Calcular :
a)