Incropera et al., 6 ed.

UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMI-ÁRIDO
DISCIPLINA: TRANSFERÊNCIA DE CALOR
PROFESSOR: RAFAEL LUZ ESPINDOLA
ALUNO: _________________________________________
3ª LISTA DE EXERCÍCIOS – 2014.2
1. Óleo de motor a 100°C e a uma velocidade de 0,1 m/s escoa sobre as duas superfícies de uma placa plana com 1 m de comprimento mantida a 20°C. Determine:
(a) As espessuras das camadas limite de velocidade e térmica na aresta de saída da placa.
(b) O fluxo térmico local e a tensão de cisalhamento local na superfície na aresta de saída da placa. (c) A força de arrasto e a taxa de transferência de calor totais, por unidade de largura da placa.
2. Um aquecedor elétrico de ar é constituído por um conjunto horizontal de finas tiras metálicas que possuem, cada uma, 10 mm de comprimento na direção do escoamento do ar, que é paralelo à superfície superior das tiras. Cada tira possui 0,2 m de largura, e 25 tiras são posicionadas lado a lado, formando uma superfície lisa e contínua sobre a qual o ar escoa a uma velocidade de 2 m/s. Durante a operação, cada tira é mantida a 500°C e o ar está a 25°C.
(a) Qual é a taxa de transferência de calor por convecção na primeira tira? E na quinta tira? Na décima tira? Em todas as tiras?
(b) Para velocidades do ar de 2, 5 e 10 m/s, determine as taxas de transferência de calor por convecção em todas as posições da parte (a). Represente os seus resultados na forma de uma tabela ou de um gráfico de barras.
3. Considere ar atmosférico a 25°C e a uma velocidade de 25 m/s escoando sobre as duas superfícies de uma placa plana com 1 m de comprimento, mantida a 125°C. Determine a taxa de transferência de calor saindo da placa, por unidade de largura, para valores do número de Reynolds crítico de 105 ,
5 × 105 e 106 .
4. A superfície superior de um compartimento aquecido possui uma porção muito lisa (A) e outra acentuadamente rugosa (B), e encontra-se em contato com uma corrente de ar atmosférico. Com o interesse de minimizar a