Exercicios Resolvidos PME

Segunda prova – PME 2378 – 1º semestre – 2012
Duração: 2 horas – sem consulta
1. (2,0 pts.) Uma casa possui uma parede composta como mostra a Fig. 01, cuja área total é de 500 m2. Para as condições dadas, determine:
─ (1,0 pts.) a resistência térmica total;
─ (1,0 pts.) a taxa de calor pela parede.
Dados:
─ L1 = 15 mm; L2 = 100 m; L3 = 20 mm
─ k1 = 0,18 W/m.K; k2 = 0,038 W/m.K; k3 = 0,19 W/m.K
2
─ hi = 35 W/m .K ; Ti = 20ºC
2
─ he = 55 W/m .K ; Te = 40ºC
2. (4,0 Pt.) Os seguintes dados são referentes à instalação motora a vapor d’água mostrada na Fig. 02:
Ponto
1
2
3
4
5
6
7 p[MPa] 7,0 7,0 6,5
6,0
6,0
0,01
0,01
T [ºC]
42
175
550
500
42
Dados adicionais:
- Vazão de vapor d’água no ciclo: 3 kg/s.
- Considerar a turbina e a bomba adiabáticas e reversíveis.
Calcule:

1

2

hi

he
Te

Ti
L1

L2
Figura 01

&
a) (1,5 Pt.) Potência produzida pela turbina ( Wturbina )
&
b) (1,5 Pt.) Potência fornecida a bomba ( Wbomba )
&
c) (1,0 Pt.) Taxa de transferência de calor na caldeira e no economizador ( Q S +

&
QE )
3. (4,0 pts.) Um ciclo de refrigeração utilizando R-12 está sendo usado para resfriar uma câmara frigorífica (Fig. 03). A pressão do R-12 no condensador é de 1,50 MPa e a temperatura no evaporador é -15ºC, com a vazão no ciclo estabelecida em 0,08 kg/s. Assumindo este ciclo como ideal e desconsiderando as perdas de pressão e de calor nas tubulações do ciclo e as variações de energia cinética e potencial, pede-se:
- (1,5 Pt.) o trabalho realizado pelo compressor;
- (1,5 Pt.) o calor retirado no evaporador;
- (1,0 Pt.) o coeficiente de eficácia do ciclo.
Dados adicionais: estado do fluido no ponto 1: vapor saturado; estado do fluido no ponto 3: líquido saturado.

3

Figura 02

Figura 03

L3

Tabela de propriedades do R-12 (região de saturação)
T
P vl vv hl hv
3
3
[°
C]
[MPa]
[m /kg]
[m /kg]
[kJ/kg]
[kJ/kg]

Formulário e tabelas

&
&
 V2
  V2

Q
W
1ª Lei