Exercícios Resolvidos - Transferência de Calor e Mecânica dos Fluidos

ATIVIDADE Questão 1 A cobertura de um coletor solar plano está a 35ºC e o ar ambiente a 10ºC O ar passa paralelamente à cobertura com velocidade de 2 ms Nesta situação determine a a taxa de perda térmica convectiva b se a cobertura estiver instalada a 2 m da borda frontal do telhado e faceada à superfície do telhado qual a perda térmica convectiva Questão 2 Uma placa plana retangular de 1 m de largura e 2 m de comprimento imersa em água é arrastada com velocidade constante de 15 ms horizontalmente Calcule a força necessária supondo os três casos seguintes a a camada limite mantémse laminar desde o bordo de ataque até o bordo de fuga b a camada limite é turbulenta desde o bordo de ataque c o número de Reynolds crítico é 5105 Adote 15106 m2s 1000 kgm3 Questão 3 Água quente a 50ºC é enviada de um prédio onde ela é gerada a um prédio adjacente no qual é utilizada no aquecimento de ambiente interno A transferência entre os prédios se dá por meio de uma tubulação de aço k 60 Wm1K1 de 100 mm de diâmetro externo e 8 mm de espessura de parede Durante o inverno as condições ambientais representativas envolvem ar a T 5ºC e v 3 ms em escoamento transversal ao redor da tubulação a se o custo de produção de água quente é de R 005 por kWh qual é o custo diário representativo da perda de calor de uma tubulação não isolada termicamente por metro de comprimento de tubo A resistência à convecção associada ao escoamento da água na tubulação pode ser desprezada b determine a economia associada à aplicação de um revestimento isolante de uretano k 0026 Wm 1K1 de 10 mm de espessura na superfície externa da tubulação PLACA PLANA Summary of convection heat transfer correlations for external flowa Correlation Conditionsc δ 5x Reₓ¹₂ Laminar Tf Cfx 0664Reₓ¹₂ Laminar local Tf Nuₓ 0332Reₓ¹₂ Pr¹₃ Laminar local Tf Pr 06 δθ δPr¹₃ Laminar Tf Cfx 1328Reₓ¹₂ Laminar average Tf Nuₓ 0664Reₓ¹₂ Pr¹₃ Laminar average Tf Pr 06 Nuₓ 0565Peₓ¹₂ Laminar local Tf Pr 005 Peₓ 100 Cfx 00592Reₓ¹₅ Turbulent local Tf Reₓ 10⁸ δ 037x Reₓ¹₅ Turbulent Tf Reₓ 10⁸ Nuₓ 00296Reₓ⁴₅ Pr¹₃ Turbulent local Tf Reₓ 10⁸ 06 Pr 60 ReD C m 04 4 0989 0330 4 40 0911 0385 40 4000 0683 0466 4000 40000 0193 0618 40000 400000 0027 0805 NuD hDk C ReDm Pr13