Transferencia de Calor e Convecção - Lista de Exercícios Resolvidos

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 𝛿𝑥 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