Lista

2. Exercícios

1. Uma parede de um forno é constituída de duas camadas: 0,20m de tijolo refratário ( k = 1,2 kcal/h.m.°C) e 0,13m de tijolo isolante ( k = 0,15 kcal/h.m.°C). A temperatura dos gases dentro do forno é 1700°C e o coeficiente de película na parede interna são 58 kcal/h. m². °C. A temperatura ambiente é de 27°C e o coeficiente de película na parede externa é 12,5 kcal/h. m². °C.
a) O fluxo de calor por m² de parede. q=1700-270,201,2.4+158.4+112,5.4+0,130,15.4=5919,114 q= 1479,77Kcalh
b) A temperatura nas superfícies interna e externa da parede
Temperatura Interna da parede
1480,6=1700-Ti158→Ti=1700-25,52
Ti=1674,4 °C

Temperatura Externa da parede
1480,6=Te-27112,5→ 118,4 + 27 =Te
Te=145,5°C

2. Um forno retangular de uma fabrica de cerâmica esta isolado com duas camadas, sendo a primeira, que esta em contato com a carga do forno, de refratário especial (k=0,6 kcal/h. m.°C) e a outra de um bom isolante(k = 0,09 kcal/h. m.°C). Sabe-se que a temperatura da face interna do forno de 900°C e que a temperatura do ar ambiente é de 20°C (h=20 kcal/h. m.°C). O fluxo de calor através da parede do forno, de 40 cm de espessura, é igual a 800 kcal/h. m. Pede-se:
a) A espessura de cada camada que forma a parede do forno. q=∆TRt→ 800=880Rt
Rt=1,1
Rt=1hxa+Lkxa+Lkxa 1,1=120x1+L0,6x1+L0.09x1 2 L=0,715975 →L=0,359m
b) A temperatura da interface das camadas.
800=900-T0,6→ 480=900-T
T=420°C
c) Se for especificado de uma temperatura máxima de 30°C na parede do forno, qual a nova espessura isolante necessária?
800=900- 30Rt
800Rt=870
Rt=1,0875

1,0875=120.1+L0,6.1+L0,09.1
0,715975=2L
L=0,337m

3. Numa indústria deseja-se projetar um dissipador de calor para elementos transistores em um local onde o coeficiente de película é 3 kcal/h. m². °C. A base do dissipador será uma placa plana, de 10 cm x 10 cm, sobre a qual estarão dispostas 8 aletas, de seção transversal retangular, com espaçamento constante, de 2 mm de espessura e 40 mm