Exercícios Fenômenos de transportes

1. EXERCICIOS
Exercício P.1.3.1. Uma parede de um forno é constituída de duas camadas: 0,20 m de tijolo refratário (k =1,2 kcal/h.m. ºC) e 0,13 m de tijolo isolante (0,15 kcal/h.m. ºC). A temperatura dos gases dentro do forno é 1700 ºC e o coeficiente de película na parede interna é 58 kcal/h.m2. ºC. A temperatura ambiente é 27 ºC e o coeficiente de película na parede externa é 12,5 kcal/h m2 ºC. Calcular:

a) O fluxo de calor por m2 de parede;
b) A temperatura nas superfícies interna e externa da parede. Dados do Exercício
A = 1m²
L refr.= 0,20m
L isol. = 1,2 Kcal/h.m ºC
L2 = 0,15 Kcal/h.m ºC
Ti = 1700 ºC h i = 58 Kcal/h.m ºC
T2 = 27 ºC h ar = 12,5 Kcal/h.m ºC
Resolução
A)

B)

Exercício P.1.3.5. Um tanque de formato cúbico, com 1 m de lado, é utilizado para armazenar um produto químico a 210 oC, com coeficiente de película interno de 80 W/m2.K. A parede do tanque é constituída de uma camada interna de carbono (k = 22 W/m.K) de 40 mm de espessura, uma camada intermediária de refratário (k = 0,212 W/m.K ) e um invólucro de aço (k = 60 W/m.K) de 10 mm de espessura. Por motivo de segurança dos trabalhadores, a temperatura da superfície externa do aço não deve ser maior que 60 oC. Considerando que a temperatura ambiente é 30 oC, com coeficiente de película externo de 20 W/m2.K, determine:

a) o fluxo de calor na condição de segurança, ou seja, 60°C na superfície externa do aço
b) a espessura do refratário para atender a condição de segurança a temperatura da superfície externa do aço se a camada de refratário for substituída por de uma de isolante ( k = 0,0289 W/m.K) de mesma espessura.

Dados do Exercício
T1 = 210 ºC h i = 80W/m²
K 1 = 22W/m.K
L 1= 40mm = 0,04m
K 2 = 0,212W/m.K
K 3 = 60W/m.K
L 3 = 10mm = 0,01m
T 5 = 60 ºC h ar = 20 W/m²
T 6 = 30 ºC
Resolução
A)

Exercício P.1.4.1. Numa indústria deseja-se projetar um dissipador de calor para elementos transistores em um local onde o coeficiente de película