Fenomenos de transporte

Páginas: 35 (8634 palavras) Publicado: 23 de maio de 2013
• Exercício 3.1. Um equipamento condicionador de ar deve manter uma sala, de 15 m de comprimento, 6 m de largura e 3 m de altura a 22 oC. As paredes da sala, de 25 cm de espessura, são feitas de tijolos com condutividade térmica de 0,14 Kcal/h.m.oC e a área das janelas podem ser consideradas desprezíveis. A face externa das paredes pode estar até a 40 oC em um dia de verão. Desprezando a troca decalor pelo piso e pelo teto, que estão bem isolados, pede-se o calor a ser extraído da sala pelo condicionador ( em HP ). OBS : 1 HP = 641,2 Kcal/h

T1 = 40 oC T2 = 22 oC k = 0,14 Kcal h . m . C L = 25 cm = 0, 25 m sala : 6 × 15 × 3 m
o

T1 = 20o C T2 = −20oC

k = 0,6 Kcal h.m.o C

L = 25cm = 0,25m

a) Desprezando o efeito do canto das paredes e a condutividade térmica da argamassaentre os tijolos, aplica-se a equação de Fourier para paredes planas
& q= k. A .(T1 − T2 ) L

Para o cálculo da área de transferência de calor desprezamos as áreas do teto e piso, onde a transferência de calor é desprezível. Desconsiderando a influência das janelas, a área das paredes da sala é : A = 2 × (6 × 3) + 2 × (15 × 3) = 126m 2 Considerando que a área das quinas das paredes, onde deve serlevada em conta a transferência de calor bidimensional, é pequena em relação ao resto, podemos utilizar a equação 3.6 : & q= k. A 0,14 Kcal h.m.o C × 126m 2 .(T1 − T2 ) = × (40 − 22 ) oC = 1270 Kcal h L 0,25m

0,6 ( Kcal h.m. o C ) × 1m 2 ×[20 − (− 20 )]o C 0, 25 m Portanto, o fluxo de calor transferido por cada metro quadrado de parede é : & Para A = 1m 2 , temos : q = & q = 96 Kcal h (p/ m 2de área )
b) Esta perda de calor deve ser reposta pelo sistema de aquecimento, de modo a manter o interior a 20 oC. A perda pela área total do edifício é:
A = 1000m2 então,
& qt = 96 × 1000 = 96000 Kcal h

(

)

1 HP & q = 1270 Kcal × = 1, 979 HP h 641, 2 Kcal h
Portanto a potência requerida para o condicionador de ar manter a sala refrigerada é :

O tempo de utilização do sistema deaquecimento é 10 horas. Neste período a energia perdida para o exterior é:
& q=

Q & ⇒Q = q.t = 96000 Kcal h × 10h = 960000 Kcal t

Com o rendimento do sistema é 50% a quantidade de calor a ser fornecida pelo carvão é :
Qf = Q = 960000 = 1920000 Kcal 0,5

& q ≅ 2 HP
• Exercício 3.2. As superfícies internas de um grande edifício são mantidas a 20 oC, enquanto que a temperatura na superfícieexterna é -20 oC. As paredes medem 25 cm de espessura , e foram construidas com tijolos de condutividade térmica de 0,6 kcal/h m oC. a) Calcular a perda de calor para cada metro quadrado de superfície por hora. b) Sabendo-se que a área total do edifício é 1000 m2 e que o poder calorífico do carvão é de 5500 kcal/Kg, determinar a quantidade de carvão a ser utilizada em um sistema de aquecimentodurante um período de 10 h. Supor o rendimento do sistema de aquecimento igual a 50%.

η

Cada quilo de carvão pode fornecer 5500 Kcal, então a quantidade de carvão é:
QTcarvão = 1920000Kcal = 349 Kg 5500 Kcal Kg

Exercício 3.3. Calcular o fluxo de calor na parede composta abaixo :

Para os circuitos em série :

Rt = Ra + Rbcd + Re + R fg = 0,0025 + 0,00714 + 0,00833 + 0,0111 = 0,02907h.o F Btu
Portanto,

& q=

(∆T )total
Rt

=

(1000 − 100)o F
0,02907 h.o F Btu

= 30960 Btu h

onde, material k (Btu/h.ft.oF) a 100 b 40 c 10 d 60 e 30 f 40 g 20

• Exercício 3.4. Uma parede de um forno é constituída de duas camadas : 0,20 m de tijolo refratário (k = 1,2 kcal/h.m.oC) e 0,13 m de tijolo isolante (k = 0,15 kcal/h.m.oC). A temperatura da superfície interna dorefratário é 1675 oC e a temperatura da superfície externa do isolante é 145 oC. Desprezando a resistência térmica das juntas de argamassa, calcule : a) o calor perdido por unidade de tempo e por m2 de parede; b) a temperatura da interface refratário/isolante.

Usando a analogia elétrica, o circuito equivalente à parede composta é :

parede de refratário : L1 = 0, 20 m k1 = 1, 2 Kcal h. m .o C parede...
Ler documento completo

Por favor, assinar para o acesso.

Estes textos também podem ser interessantes

  • Fenomenos de transporte
  • Fenomenos de transporte
  • fenomenos de transporte
  • Fenômenos de transporte
  • fenomenos de transporte
  • Fenômeno de Transporte
  • Fenomenos dos Transportes
  • Fenomenos dos transportes

Seja um membro do Trabalhos Feitos

CADASTRE-SE AGORA!