Prova - Transmissão de Calor 2021-2

Universidade Federal de Minas Gerais Transmissão de Calor - Turma D – 2021/2 - Prova de Convecção Nome: _____________________________________________________Matrícula: ______________________ Início: 14 h e 55 min /// Término: 16 h e 55 min Um sistema de aquecimento de ar é formado por um duto retangular, no interior do qual ar escoa à vazão de (50 + N)/500 kg/s. O duto tem 7 m de comprimento, (30 + N) cm de largura e (30 + N) mm de altura. O ar entra, no duto, à temperatura de 16 0C. O ganho de calor pelo escoamento do ar no duto é de 3000 W. A título de simplificação, considere a temperatura da superfície interna do duto uniforme, as propriedades do ar constantes. Propriedades termofísicas do ar (temp. de referência ≈ 300 K):  = 1,17 kg/m3; cP = 1007 J/(kg.K); k = 0,026 W/(m.K);  = 1,59 x 10-5 m2/s;  = 1,85 x 10-5 kg/(m.s); Pr = 0,71. N = soma dos 2 últimos algarismos NÃO-NULOS de seu número de matrícula. Preencher a tabela (atenção às dimensões do duto!): Grandeza/Parâmetro Expressão Valor c/unidades Temp.de referência para estimativa de propriedades Dimensão característica Número de Reynolds Número de Nusselt médio (expressão): Justificativa detalhada para escolha da correlação para estimativa do número de Nusselt médio: Coefic. convectivo médio Temperatura média do ar à saída Temperatura da superfície interna do duto Quais suas conclusões sobre o “chute” para a temperatura de referência? Universidade Federal de Minas Gerais Transmissão de Calor - Turma D – 2021/2 - Prova de Convecção Nome: _____________________________________________________Matrícula: ______________________ Início: 14 h e 55 min /// Término: 16 h e 55 min A superfície superior de uma chapa quente plana e horizontal, quadrada de lado igual a [1+(N/50) ] m, aquecida a 227 oC, encontra- se em um ambiente com ar quiescente a 27 oC, para o qual a chapa perde calor por convecção e radiação. As superfícies inferior e laterais da chapa encontram-se perfeitamente isolada. Adotar as propriedades termofísicas do ar:  = 0,875 kg/m3 ; k = 0,033 W/(m.K);  = 2,64 x 10-5 m2/s; Pr = 0,7 . N = soma dos 2 últimos algarismos NÃO-NULOS de seu número de matrícula PARA A CONVECÇÃO: a) calcular o comprimento característico do problema convectivo: b) calcular o número de Nusselt médio: c) justificativa detalhada para escolha da correlação para estimativa do número de Nusselt médio: d) calcular o coeficiente convectivo médio: e) calcular a perda de calor por convecção, em W, da chapa quente: Se a montagem da chapa quente da questão anterior for realizada verticalmente, a taxa de calor transferido para o ambiente aumentaria, reduziria ou permaneceria a mesma? Explicar!