Exame de Transmissão de Calor - Licenciatura em Engenharia Mecânica

11 Departamento de Engenharia Mecânica LICENCIATURA EM ENGENHARIA MECÂNICA GMI EXAME 1 Ano Lectivo 201819 TRANSMISSÃO DE CALOR Data 11 de Janeiro de 2019 1000 1200 Duração 2 horas Problema 1 5 valores Num tubo com diâmetro exterior de 25 cm são colocadas alhetas anelares de alumínio k200 WmK com 1 mm de espessura e 15 mm de comprimento e um passo de 8 mm o que corresponde a 125 alhetasm A superfície do tubo é mantida à temperatura de 180ºC dissipando calor no ar que se encontra a 40ºC com o coeficiente de transmissão de calor por convecção 80 Wm2K Determine a A eficiência das alhetas b A eficiência da superfície alhetada c A perda de calor por cada metro de comprimento de tubo d O acréscimo percentual da perda de calor relativamente à que existiria sem as alhetas Problema 2 5 valores Pretendese aquecer água de 20ºC até 60ºC num permutador de calor cujos tubos têm o diâmetro exterior D25 cm Os tubos estão arranjados em quicôncio figura 1 sendo o passo longitudinal sL15D e o passo transversal sT20D A água passa perpendicularmente ao feixe de tubos sendo a sua velocidade de aproximação de 03 ms a Determine o coeficiente médio de transmissão de calor por convecção entre a água e a superfície dos tubos que se encontra a 100ºC sabendo ainda que o permutador tem 20 tubos por cada fila perpendicular ao escoamento b Qual o número de tubos necessário e qual a potência por metro de largura L do permutador Figura 1 21 Problema 3 5 valores Um permutador de calor de fluxos cruzados com ambos os fluidos não misturados é utilizado para aquecer um caudal de água de 15 kgs de 30ºC até 85ºC a partir de um caudal de óleo de 35 kgs cp2300 JkgK que entra a 120ºC Sabendo que a área de permuta é 30 m2 calcule o coeficiente global de transmissão de calor do permutador e a temperatura de saída do óleo Problema 4 5 valores Um escudo de radiação superfície 3 é colocado entre duas placas paralelas de grandes dimensões superfícies 1 e 2 A placa 1 encontrase a 1000 K e tem uma emissividade de 08 e a 2 está a 500 K e a sua emissividade é 05 Por sua vez a placa 3 apresenta uma emissividade de 004 em ambas as faces a Determine o fluxo de calor trocado por radiação entre as placas 1 e 2 b Determine a temperatura da placa 3 Figura 2