Lista de exercicos

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ENGENHARIA QUÍMICA

FENÔMENOS DE TRANSPORTE II

Lista 1 de Exercícios

1. Uma parede consiste de uma camada externa de tijolo, k=0,76 BTU/hftºF, de 4” de espessura, seguida por uma camada de tijolo comum, k=0,4BTU/hftºF, de 6”de espessura, que por sua vez é seguida por camada de gesso, k=0,28BTU/hftºF, de 0,5”de espessura. Um coeficiente externo de 5,5BTU/hft2ºF é esperado e um coeficiente de 1,4BTU/hft2ºF é um valor razoável para a superfície interna de uma sala ventilada. Sob essas condições, qual será a taxa de calor ganho por ft2 de área superficial, quando o ar externo estiver a 95ºF e o ar interno à 72ºF? Qual será a temperatura da interface tijolo comum/gesso? Resposta: a) 8,41 BTU/hft2; b) 79,26ºF

2. A parede de um forno é composta por três camadas de tijolos. A parte interna é revestida de tijolo refratário de espessura igual a 8in, k=0,68BTU/hftºF, envolvida por uma camada de 4in de tijolo isolante, k=0,15BTU/hftºF, e por uma camada de externa de 6in de tijolo de construção com k=0,40BTU/hftºF. O forno opera a 1600ºF e se sabe antecipadamente que o lado externo da parede pode ser mantido a 125ºF pela circulação de ar. Calcule a quantidade de calor perdida por ft2 de superfície e as temperatura nas interfaces das camadas. Resposta: a) 332 BTU/h b) T2=1.275ºF; T3=537ºF

3. Suponha que, no exercício anterior, uma lacuna de ar, k=0,0265 BTU/hftºF, de espessura ¼ in fosse colocada entre o tijolo isolante e o tijolo refratário. Qual seria a quantidade de calor perdida através da parede se a temperatura externa e interna forem mantidas constantes? Resposta: 281BTU/h.

4. Um fino chip de sílica e uma fina camada de substrato de alumínio, k=238W/m.K, 8mm de espessura, são separados por uma junta de material epóxi de 0,02mm de espessura. O chip e o substrato têm cada 10mm de comprimento e as suas superfícies expostas são resfriadas por ar que está a uma temperatura de 25ºC