Transferência de Calor

Exercício Aletas O cilindro do pistão do motor de uma motocicleta é construído em liga de alumínio tendo uma altura de 15 cm e um diâmetro externo de 50 mm Sob condições típicas de operação a superfície externa do cilindro está a uma temperatura de 500 K e encontrase exposta ao ar ambiente a 300 K com um coeficiente convectivo de 50 W m² K¹ Aletas anulares são fundidas integralmente com o cilindro para aumentar a transferência de calor para a vizinhança Considere um conjunto de cinco destas aletas cuja espessura é t 6 mm comprimento L 20 mm e igualmente espaçadas Qual é o aumento na taxa de transferência de calor devido ao uso das aletas Dados k 186 W m¹ K¹Assumindo as seguintes hipóteses 1 Regime estacionário 2 Escoamento unidimensional 3 Propriedades constantesExercício Convecção Forçada em Escoamento Interno Óleo de motor é aquecido ao escoar através de um tubo circular com diâmetro D 50 mm e comprimento L 25 m cuja superfície é mantida em 150C Se a vazão de escoamento e a temperatura do óleo na entrada do tubo forem de 05 kgs e 20C qual será a temperatura do óleo na saída do tubo Tmsai Qual é a taxa de transferência de calor total q no tuboExercício Convecção Forçada em Escoamento Interno Para refrigerar uma casa de verão sem usar um ciclo de refrigeração por compressão de vapor ar é passado por um tubo plástico k 015 WmK Di 15 cm De 17 cm que está submerso em um corpo de água próximo à casa A temperatura da água no corpo de água é de T 17C e um coeficiente convectivo de he 1500 Wm²K é mantido na superfície externa do tubo Se o ar vindo da casa entra no tubo com uma temperatura de Tmentrada 29C e a uma vazão volumétrica de 0025 m³s qual comprimento do tubo é necessário para se ter uma temperatura na sua saída de Tmsaida 21C Qual é a potência do soprador necessária para passar o ar através do comprimento do tubo Exercício ConvecçãoForçadaem EscoamentoExternoUm recipienteesféricode instrumentos para medições submarinas usado para sondagens e para medir condições da água tem um diâmetro de 85 mm e dissipa 300 W Determine a temperatura superficial do recipiente quandosuspenso em uma baia na qual a corrente éde I ms e temperatura da água éde 15C Exercício Convecção Forçada em Escoamento Externo Um cilindro D 127 mm e L94 mm é aquecido internamente por uma resistência elétrica com potência de 46W e com 15 de dissipação de potência Este cilindro é colocado em um túnel de vento com velocidade e temperatura de 10 ms e 265C A temperatura na superficie do cilindro éde 1284C Determine a O coeficiente de pelicula b Compare o resultado com o coeficientede peliculadado por uma correlação apropriada Exercício ConvecçãoNatural Uma tela de vidro protetora de lareiras utilizada para reduzir a saida do ar ambiente através de uma chaminétem uma altura de 7lcm elargura de 102cm e alcança uma temperatura de 232CSeoar se encontra a 23Cestime a taxa de calorpor convecção da lareira para o ambiente painel de vidoa loo2C Exercício ConvecçãoNatural Uma placa em liga de alumínio éaquecida até uma temperatura uniforme de 227Ce é resfriada enquanto permancce suspensa em posição vertical em uma sala cujo ar ambiente e a vizinhança seencontra a 27CA placa é quadrada com 30cm de lado e 15 mm de espessura Suaemissividade é025 Determine a taxa inicial de resfriamento Ks quando a temperatura da placaé de 227C Se meu trabalho te ajudou de alguma forma você pode deixar um comentário no meu perfil Vai me ajudar muito com as próximas resoluções 1 Taka de Tc See alatos A Que Ud H A 25 0 025 0 15 A 00236ma a hA06 9 50 00236 500 300 q 236 W 2 is com aletas q RAhAt 06 onde Ut 1 1 Hal Art pelo metodo gráfico An 2 trare Aa art 0 048 002597 Au 0 0105 und A total NAr Live H Nt At 5 0 0105 25 0 025 0 150 5 00301 At 0 071 ma Eso a do gráfico dec 20 e Onde c D 1 0 020 0006 0 023m 2 2 Ap c 0 02300 000 1 38 10md lago 2 0 0233 0 154 C 1 Pelo gráfico R 0 98 Assim 9 1 00 0105 10 9817 50 0 071 500 300 I 0 0716 q 690w logo a perda será A 70136 10 A 192 4 Considerando o calor apenas por conveçuo As TmI Como o processo ocorre sem perdas de energia micp Tm soTm ent micp Tm surTm i ent AsTMI mapTM surTmient The Tente mcp has I In Tm ent TS imsal nEm ent Te TS imsal Tente Tsimsa Tmsal Te me 1 Determinação de T 550 103 ms Fm 2 34 27 300k Pr 6400 k 0 145 wmk 2 S p 19005kgk p 889 1kgm3 Re O 3 550 10 6 26 185 logo o escoamento é laminar Portanto como h 1 we n 3 66 0 0668 7583 76 185 6400 25 3 0 04 2 32 773Wm1 logo substituindo em 1 Tmison 150 150120 3 Tenison 36 4 consequentemente 9 0 5 1909 36420 D 15 7 kW em fermos de coeficiente global 9 UADTM como não ho perdas de energia q incpet logo mcpTmentTensal VARTM mcpTmentTmsall UA Tm entTool Tm isal Too S In mentTo 0 mcpTeentTesall VA entesI mept mcp L pinment 1 Coeficiente global em relação a área interno CRT ValA E Art ar EDL ar 2 Para Timient 29 E 0 1 155 kgm3 m 1 155 0 025 0 0289 hes Para Fm 2 25 28 ap 10075kgl M 183 6 107 No Im k 0 0261 Wmk S Pu 0 707 Re 0 289 13349 6 7 TDM 5 0 150 183 6 10 logo o escoamento e turbulento Nu 0 023 Ra8 pr 08 0 3 N 0 023 13349 6 0 787 08 0 3 h 60 023 13349 60 70 0 15 h 7 2 Wm R substituindo em 2 0 17 1500 0 20h m to Un 4 95 wim Substituindo em 1 1 0 1 0289 1007 In t 4 95 t 0 15 L 13 7 m A potência é dada por P f onde f 10 790n ReD1 6912 f 0 0291 v 1 415 mis logo P 0 0291 1 41500 02 p 0 077W Pelo Balanço de energia entraEsas Eg 0 Esai Po Sendo Ts 15 c M 0 001053 No md w 1139 10 ma S k 0 5948 wmk Pr 8 06 Usi h As is Tool Pol Para uma esfera JID Te Tool Po logo Te 1 Para determinar Re VD 7 46 104 To 10 1 139 106 Como o escoamento e turbulento Nu 2 10 4 Rel 0 06 RaPrB4 Mu 2 0 4 7796 1074 00677 46 10747 8 0689 24 Nu 500 9 logo h 0 5948 3505 Wmat 85 103 Substituindo em 11 TB 300 05 5 008 T288 Ts 291 8k 18 82 Na Tabela An para o or T 26 5 300k 2 15 89 103ma k 23 6 10 3 wmk Pr 0 707 Re D 1000127 799 15 89 10 0 T7 5 128 4 350k 2 U 20 92 100 mas k 30 103 wimk Pr 0 700 Re 100017 60 a O coeficiente de película e h ACTSTool Para dissipação de 15 Q 085 P h 8504 127 0 094 28 4 26 5 102 Wm2k 6 Pela correlação de Hipert Nu 0 193 Re 0 618 p 113 Wil 0 193 60710 618 0743 Fu 37 1 3 logo Nu h 37 3 3 127 h 88wmk Propriedades do ar k 0 034 wmk U 26 4 100m S S 2 383 106mde Pr 0 690 Tm To 23 127 5 2 Pas TeTool 3 2v Mas 9 81 273 232 231 0 7113 3 100 26 4 10 6 Ral1 183 109 Como Ral 1 183 10 o escoamento e turbulento Nu 0 825 0 387 1 183 109 46 2 S 1 Nu 147 go Ak 1470338 105 7 Wima 0 71 Por convecção a h A TS Tool 9 7 1 1 02 0 71 23223 g conv 1060u Pelo Número de Raylegh Ra Tal Tr 273 27 400k logo S X 38 3 10 6 mils Pela tabe Im 2 26 49 10 6 m25 A4 Pu 0 690 n 0 0388 Wmk Para 500k Pelo P 2770 legm3 tabela S k 186 Wmk A4 c 98351gk Rou 1 to 1227 271 6 33 1 308 100 38 3 10 6 26 41 106 O numero de Nisself e Nu 0 68 0 670 1 308 108 14 1 e e e e N 55 5 10go h 5 0 03 h 6 28 Wm2k Por balanço de energia RGAe TeToolELASTr T As te naTs Tool Es To Tol logoto 0015 983 6 28 227 27 0 25 5 67 108 at a 500 300 009