Lista de Exercícios sobre Transferência de Calor: Condução Térmica e Resistências

Transferência de calor Lista 2 Condução de calor estacionária Resistências Térmicas 1 O vidro traseiro de um automóvel é desembaçado ao passar ar quente sobre sua superfície interna Se o ar quente estiver a Ti40ºC e o coeficiente de convecção correspondente for hi 30 Wm²K quais são as temperaturas da superfície interna Tsi e externa do vidro Tso que tem uma espessura de 4 mm A temperatura do ar ambiente externo é de To10 ºC e o coeficiente de convecção associado é ho65 Wm²K 2 Conforme esquema abaixo uma parede de 4 m de altura e 6 m de largura consiste em uma longa seção transversal de 18 cm x 30 cm de tijolos horizontais k 072 WmK separados por camadas de gesso de 3 cm de espessura k 022 Wm K Também existem camadas de gesso com 2 cm de espessura em cada lado da parede e uma espuma rígida de 2 cm de espessura k 0026 WmK no lado interno da parede As temperaturas interna e externa são 22 C e 24 C e os coeficientes de transferência de calor por convecção nos lados interno e externo são h110 Wm²K e h220 Wm²K respectivamente Assumindo a transferência de calor unidimensional e desconsiderando a radiação determine a taxa de transferência de calor através da parede Inicialmente considerar uma porção de parede com 1 m de profundidade e 033 m de altura que é representativa de toda a parede 3 Aproximadamente 106 componentes elétricos podem ser colocados em um único circuito integrado chip com dissipação de calor elétrica de até 30000 Wm² O chip que é muito fino é exposto a um líquido dielétrico em sua superfície externa com he 1000 Wm²K e Tfe 20ºC e é unido a uma placa de circuito em sua superfície interna A resistência de contato térmico entre o chip e a placa é de 10 4 m²KW e a espessura e a condutividade térmica da placa são Lb5 mm e kb1WmK respectivamente A outra superfície da placa é exposta ao ar ambiente para o qual hi 40 Wm²K e Tfi 20 ºC a Esboce o circuito térmico equivalente correspondente para condições de estado estacionário resistências temperaturas e fluxos de calor adequados b Em condições de estado estacionário para as quais o chip dissipação de calor é q 30000 Wm² qual é o temperatura do chip 4 Um tubo de vapor de 012 m de diâmetro externo é isolado com uma camada de silicato de cálcio O isolamento tem 20 mm de espessura e a superfície interna é mantida em Tsi527 ºC A superfície externa é exposta a um fluxo de ar Tar 25 ºC que mantém um coeficiente de convecção de h 25 Wm²K e em ambientes grandes para os quais Tviz 25 ºC A emissividade da superfície do silicato de cálcio é de aproximadamente 08 a Qual é a perda de calor por unidade de comprimento q do tubo b Qual a temperatura da superfície externa do tubo isolado c Diminuindo a espessura para 10 mm o que ocorre com a perda de calor e a temperatura da superfície Vapor isolamento TTviz25 ºC b