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mumistERIO DA tovcação INSTITUTO FEDERAL Fluminense umão E tcontreução Nome: 1º Avaliação de Transferência de Calor e Massa 1) A parede de um forno com 50 cm de espessura é feita de tijolo comum (k = 0,72 W/m.K). A temperatura no interior do forno é de 1500 ºC. Considerando que a parede do tijolo é revestida por uma manta de fibra de vidro (k = 0,046 W/m.K), qual deve ser a espessura dessa manta para que a perda de calor não exceda 750 W/m? quando a temperatura externa da parede for de 60ºC? 2) No Museu de Nova York, uma escultura longa em formato de bastão cilíndrico de raio 7,16.10% m tem uma de suas extremidades fixadas em uma parede metálica. O curador do museu percebeu que a parede tinha conexão à rede elétrica e transferia calor à escultura. Curioso, constatou com a ajuda de um termômetro que a uma distância de 50 mm a partir da parede a temperatura na escultura era de 60ºC. Considerando que a temperatura do ambiente interno do museu se mantém em 22ºC, que o coeficiente de transferência de calor por convecção entre a escultura e ar ambiente é de 426,6 W/m2K e que o material do bastão possui uma condutividade térmica de 230 W/m.K, indique, dentre os materiais listados na tabela abaixo, de qual metal é feita a parede. Material Ponto de fusão Preço Densidade Prata 961,78 ºC US$ 790/kg 10,49 g/cm? Cobre 1084,62 ºC US$ 8,09/kg 8,96 g/cm? Platina 1768,4 ºC US$ 30700/kg 21,4 g/cm? 3) Calor é gerado a uma taxa volumétrica constante de 2 x 10º W/m? em uma esfera com raio de 1 cm e condutividade térmica de 386 W/mºC. A esfera é resfriada por convecção para o ambiente que se encontra a 10ºC, com um coeficiente de troca térmica de 2000 W/m2.ºC. Calcule a temperatura no centro da esfera. 4) Deseja-se incrementar a troca de calor em um trocador de calor. O trocador de calor tem como objetivo aumentar a temperatura de uma quantidade de ar usando vapor de água excedente de uma caldeira. Através do tubo interno escoa vapor de água a uma temperatura de 450 ºC. Em uma determinada seção, cuja temperatura do ar é de 20 ºC, foram instaladas 8 aletas cilíndricas (ocas) de cobre. Pede-se: a) Qual a condição na extremidade da aleta? b) Qual a taxa de transferência de calor cedida pelas 8 aleta ao ar? c) Determine a eficiência da aleta. Dados: Condutividade térmica = 400 W/m.K Coeficiente de troca de calor por convecção aleta — ar = 50 W/m2K Scanned with CamScanner | | | Cexerepão ct peoso “de tromiscad) ES A(O 2 Ç à 16. WO) = Mr +(160.4)< k Ç y | oco. * ai guns 6» td emok =91 HA Le Oj5m S4.“0- = (alnrbSy nb e nadas = á x S=(9 DT Ra. Ly sb xd lia (aturhss) db | nt RE
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