Lista de Exercícios - Transferência de Calor e Massa - Convecção e Irradiação

LISTA II TRANSFERÊNCIA DE CALOR E MASSA II Nome Data Questão 1 Em um sistema de resfriamento industrial um engenheiro está considerando três métodos distintos de transferência de calor convecção natural convecção forçada e condensação Comente sobre os valores dos coeficientes de transferência de calor para cada uma dessas técnicas Como você compararia as magnitudes dos coeficientes de transferência de calor para convecção natural convecção forçada e condensação Justifique sua resposta com base na eficiência esperada de cada método Questão 2 Em um estudo sobre métodos de transferência de energia térmica são feitas algumas afirmações pelos profissionais envolvidos são elas I Irradiação referese à propagação de energia térmica sem a necessidade de um meio material para a transmissão porque ocorre via ondas eletromagnéticas II Convecção natural é o fenômeno onde o fluido se move espontaneamente após a inserção de um trabalho realizado por um equipamento como soprador ou bomba III O coeficiente de transferência de calor por convecção é independente do gradiente de temperatura entre a superfície e o fluido IV Ventiladores ou bombas aumentam a taxa de transferência de calor na convecção forçada em comparação com a convecção natural promovendo uma mistura mais eficiente do fluido V A convecção é a transferência de calor em fluidos líquidos ou gases causada pelo movimento das moléculas e o deslocamento global do fluido Na convecção natural o fluido se movimenta devido a diferenças de densidade enquanto na convecção forçada o movimento é induzido por um agente externo V Um alto gradiente de temperatura geralmente resulta em uma taxa mais alta de transferência de calor isso pode ser afirmado pois o coeficiente de convecção e condução são dependentes da temperatura Diga quais são as alternativas incorretas e as corrija Questão 3 Em um sistema de tubulação escoa água um engenheiro observa que o líquido escoa a uma velocidade média de 2 ms Após um fechamento repentino de uma válvula o sistema experimenta um golpe de aríete A velocidade do som no fluido é de 1500 ms e o comprimento da tubulação é de 300 metros A variação de pressão ΔP causada pelo golpe de aríete usando a fórmula LISTA II TRANSFERÊNCIA DE CALOR E MASSA II onde ρ é a densidade do líquido aaa é a velocidade do som no fluido Δv é a variação de velocidade a Calcule a variação de pressão em kPa b Como o fechamento abrupto da válvula e a subsequente variação de pressão calculada podem afetar a integridade da tubulação mencionada Questão 4 Um fluido está sendo bombeado através de uma tubulação com uma velocidade média de aproximadamente 6510³ inh a Sabendo que 1 metro equivale a 3937 polegadas converta essa velocidade de escoamento para unidades do Sistema Internacional SI b Considere um tanque esférico com um raio de 2 metros Calcule o volume total do tanque em litros Questão 5 Em uma investigação sobre o desempenho térmico de sistemas de resfriamento descobriuse que um tubo cilíndrico com uma superfície áspera operando com fluxo laminar pode ser avaliado usando um modelo matemático específico A equação que representa o coeficiente de transferência de calor ℎx em um ponto específico 𝑥 ao longo deste tubo texturizado é fornecida por sendo a um coeficiente Wm19 K e xm a distância da aresta frontal da placa Sabese que para o caso particular o escoamento sobre a placa plana citado h varia somente com a distância x e a Equação do coeficiente de transferência de calor médio se reduz a Faça o desenvolvimento de uma expressão para a razão entre o coeficiente de transferência de calor médio em uma placa com comprimento x e o coeficiente de transferência de calor local hxx citado no enunciado