Lista de FT

1ª Lista de exercícios
FT- Transferência de calor
1. Um forno rotatório cilíndrico, com 5m de diâmetro e 10 m de comprimento, é usado na produção de cimento Portland. Ele é constituído por uma fornalha de aço (5% de carbono) de 5 cm de espessura e é revestido internamente por tijolos refratários do tipo “Missouri”, que possuem espessura de 20 cm. A temperatura interna do forno é de 800° e a temperatura do ambiente é de 30° Considerando, numa
C
C. primeira aproximação, que a parede externa do forno está na mesma temperatura do ambiente, determine:
(a) A taxa de transferência de calor para o ambiente;
(b) A taxa de transferência de calor que ocorreria se o revestimento fosse retirado.
(c) Considere, num segundo cálculo, que a temperatura da parede interna é de 800 oC e que o coeficiente de transferência de calor para o ambiente é de 40 W/(m2 oC), determine a taxa de transferência de calor. Nos cálculos, despreze as transferências de calor nas direções longitudinais do forno.
2. Um cabo elétrico de ½ in de diâmetro externo deve ser recoberto utilizando borracha como isolante elétrico. O cabo é colocado em um ambiente com coeficiente de transferência de calor (h) de 1,5 BTU/(h. ft2.° Determine a espessura do isolamento elétrico para que ocorra dissipação máxima de calor. Considere
F).
que a temperatura do cabo é constante e igual a 150° e que o ambiente está a 70° Calcule as taxas de
F
F. dissipação térmica por unidade de comprimento do cabo para os casos com e sem isolamento.
3. As paredes de um forno são constituídas por 3 camadas de tijolos. A camada interna é constituída de tijolos refratários (k = 0,68 BTU / ( h. ft.°
C)) com espessura de 8 in, circundada por 4 in de tijolos para isolamento (k = 0,15 BTU / ( h. ft.°
C)) e por uma camada externa de 6 in de tijolos de construção (k = 0,40
BTU / ( h. ft.°
C)). O forno opera a 1600° e é possível garantir-se que a sua parede externa é mantida a
F
125° graças à constante circulação de ar.