Exercícios Incropera

EXERCÍCIOS DE TRANSFERÊNCIA DE CALOR I
INCROPERA

6.2- Água a uma temperatura T∞ = 25 ºC escoa sobre uma das superfícies de uma parede de aço (AISI 1010), cuja temperatura é de Ts,1= 40 ºC. A parede possui espessura de 0,35 m e sua outra superfície está a temperatura de Ts,2 = 100 ºC. Para condições de regime estacionário, qual o coeficiente convectivo associado ao escoamento da água? Quais são os gradientes de temperatura na parede e na água que está em contato com a parede? Esboce a distribuição de temperaturas na parede e na água a ela adjacente?

6.3- Em uma aplicação específica que envolve o escoamento de ar sobre uma superfície aquecida, a distribuição de temperaturas na camada limite pode ser aproximada por

sendo y a distância normal à superfície, o número de Prandtl Pr = cp/k = 0,7, T∞ = 400 K, Ts = 300 K e u∞/ = 5000 m–1, qual o fluxo térmico na superfície?

6.4- Para o escoamento laminar sobre uma placa plana, sabe-se que o coeficiente de transferência de calor local, hx, varia com x–½, sendo x a distância da aresta frontal (x=0) da placa. Qual é a razão entre o coeficiente médio entre a aresta frontal e alguma posição x na placa e o coeficiente local em x?

6.7- O escoamento paralelo de ar atmosférico sobre a superfície de uma placa plana de comprimento L = 3 m é perturbado por uma série de bastões estacionários posicionados na trajetória do escoamento sobre a placa. Medidas em laboratório do h local foram efetuadas para valores de V e Ts > T∞, sendo dados pela expressão hx = 0,7 + 13,6x – 3,4x2 [W/m2.K]. Determine hL médio e a razão hL médio/hL na aresta traseira (x = L).

6.9- A taxa de transferência de calor, por unidade de largura, em uma seção longitudinal (x2 – x1) pode ser representada por , sendo o coeficiente médio na seção de comprimento (x2 – x1). Considere escoamento laminar sobre uma placa plana com uma temperatura uniforme Ts.A variação espacial do hx é dada por .

a- Partindo da equação da taxa convectiva na forma