Exercícios Transferência de Calor
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CONDUÇÃOExercício 3.11. Um tubo condutor de vapor de diâmetro interno 160 mm e externo 170 mm é coberto com duas camadas de isolante térmico. A espessura da primeira camada é
30 mm e a da segunda camada é 50 mm. As condutividades térmicas R 1, R2, R3 do tubo e das camadas isolantes são 50, 0,15 e 0,08 kcal/h.m.°C, respectivamente. A temperatura da superfície interna do tubo de vapor é 300 °C e a da superfície externa do segundo isolante é 50 °C. Calcular:
a) O fluxo de calor por unidade de comprimento do tubo.
Dados:
R1 = 0,080m
L = 1m
T4 = 50ºC
R2 = 0,085m
K1 = 50
R3 = 0,115m
K2 = 0,15
R4 = 0,165m
Fórmulas:
T1 = 300ºC
K3 = 0,08
q
R
b) A temperatura nas interfaces das camadas.
q
q
240,5
240,5
240,5
240,5
T3
T2
T3
T3
Exercício 3.14. Um forno de formato cúbico, com altura de 5 ft, está isolado com 4" de um material isolante (k=1 Btu/h.ft°F). Nele são inseridas 1500 Ib/h de uma liga metálica, que se funde a 1100 oF, com calor latente de fusão da liga de 300 Btu/Ib. O forno se encontra em um ambiente onde a temperatura é 75 °F e o coeficiente de película é 2
Btu/h.ft.°F. Desprezando-se a resistência térmica do forno e admitindo-se que a liga já entre a 1100 °F, pede-se :
a) O fluxo de calor pelas 6 faces do forno.
Dados:
K = 1 Btu/h.ftºF
T2 = 75ºF
Fórmula:
T1 = 1100ºF
h = 2 Btu/h.ftºF
q
→
Área: (5x5)x6 = 150 ft
q
Ri
→ Ri
→ Ri
Rar
→ Rar
→ Rar
q
q
→ q
hºF/Btu
hºF/Btu
→ q
b) Quantos HP são necessários para fundir a liga e compensar as perdas?
Calor de Compensação →
Calor de Fusão
→
qcomp.
qf = Mliga x ΔHfusão qf = 1500 x 300 qf = 450000 Btu/lb
1Hp = 2544,4 Btu
Calor de Compensação →
qcomp. qcomp. qcomp.
qcomp.
Exercício 3.15. Um forno de 6m de comprimento, 5m de largura e 3 m de altura tem sua parede constituída de 3 camadas. A camada interna de 0,4 m é de tijolos refratários