Lista 4

FENÔMENOS DE TRANSPORTE
Universidade Veiga de Almeida - UVA
QUARTA LISTA DE EXERCÍCIOS SELECIONADOS

Ref.

Unidade 5- Propagação de Calor.

1- Dois ambientes “A” e “B” estão separados por uma parede metálica dupla, isto é, formada pela junção de duas placas. Para as placas são dados: A = 20m2 (para cada placa); e1 = 10cm; k1 = 40 J/s.m.ºC; e2 = 20cm; k2 = 50 J/s.m.ºC. Admitindo ser estacionário o regime de condução, determinar: (a) a temperatura na junta das paredes, dado que no ambiente A, a temperatura é de 150ºC e no ambiente B,
20ºC; (b) o fluxo de calor que atravessa a parede dupla.
R:100ºC; 40W.
2- Uma camada de material refratário (k=1,5 kcal/h.m.ºC ) de 50 mm de espessura está localizada entre duas chapas de aço ( k = 45 kcal/h.mºC ) de 6,3mm de espessura. As faces da camada refratária adjacentes às placas são rugosas de modo que apenas 30% da área total está em contato com o aço. Os espaços vazios são ocupados por ar (k=0,013 kcal/h.m.ºC ) e a espessura média da rugosidade de
0,8mm. Considerando que as temperaturas das superfícies externas da placa de aço são 430ºC e 90ºC, respectivamente; calcule o fluxo de calor que se estabelece na parede composta. OBS.: Na rugosidade, o ar está parado (considerar apenas a condução). R: 9418 kCal/h.
3- Um tubo de aço (k = 35 kcal/h.m.ºC ) tem diâmetro externo de 3”, espessura de
0,2”, 150m de comprimento e transporta amônia a -20ºC (convecção na película interna desprezível). Para isolamento do tubo existem duas opções: isolamento de borracha (k = 0,13 kcal/h.m.ºC ) de 3” de espessura ou isolamento de isopor (k =
0,24 kcal/h.m.ºC ) de 2” de espessura. Por razões de ordem técnica o máximo fluxo de calor não pode ultrapassar 7000 Kcal/h. Sabendo que a temperatura na face externa do isolamento é 40ºC, pede-se :
a) As resistências térmicas dos dois isolamentos;
b) Calcule o fluxo de calor para cada opção de isolante e diga qual isolamento deve ser usado;
c) Para o que não deve ser usado, calcule qual deveria ser a espessura