fenomeno de transporte

Exercício – 2º Semestre de 2014
PROFESSOR: Deyse de Brito Marthe
DISCIPLINA: Fenômenos de Transporte
CURSO: Engenharia de Controle e Automação

PERÍODO: 8º PRÉDIO: Amarelo

CONTEÚDO: Condução de calor transiente, fundamentos de convecção e transferência de massa. DATA:

Condução de calor transiente
1. Obtenha as relações dos comprimentos característicos para parede grande plana de espessura
2L, cilindro muito longo de raio ro e esfera de raio ro. R: L, ro/2; ro/3
2. Uma haste longa de cobre (k = 401 W/m.K; ρ = 8933 kg/m3; CP = 385 J/kg.K) de 2,0 cm de diâmetro está inicialmente a uma temperatura uniforme de 100 ºC. Agora é exposta a uma corrente de ar a 20 ºC com coeficiente de transferência de calor por convecção de 200 W/m2.K. Quanto tempo será necessário para a haste esfriar a uma temperatura média de 25 ºC? R: 231 s
3. Um tijolo de dimensão 203 x 102 x 57 mm é queimado em um forno a 1100 ºC de depois resfriado em uma sala à temperatura ambiente de 30 ºC com coeficiente de transferência de calor de convecção de 5 W/m2.K. Considerando que o tijolo tem propriedades de ρ = 1920 kg/m3; CP = 790
J/kg.K; k = 0,90 W/m.K, determine o tempo necessário para resfriar o tijolo a uma diferença de temperatura de 5 oC em relação à temperatura do ar ambiente. R: 92417 s ou 25,7 h

Fundamentos de convecção
1. O que é convecção forçada? Como ela se difere da convecção natural? A convecção causada por ventos é forçada ou natural?
2. Considere uma batata assada quente. A batata esfriará mais rápido ou mais devagar quando soprarmos ar morno proveniente de nossos pulmões, em vez de deixa-la esfriar naturalmente no ar mais frio no ambiente? Explique.
3. Água a uma temperatura de T∞ = 25 ºC escoa sobre uma das superfícies de uma parede de aço
(AISI 1010), cuja temperatura é Ts,1 = 40 ºC. A parede possui uma espessura de 0,35 m e sua outra superfície está a uma temperatura de Ts,2 = 100 ºC. Para condições de regime estacionário, qual é o coeficiente