Mecanismo

Pontifícia Universidade Católica do Paraná
Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia
Curso de Engenharia Mecânica
1° Prova de Transferência de Calor I
Aluno:....................................................................................................Assin.:____________
1ª Questão (3,5 pontos) Um telhado plano metálico pode ser modelado inicialmente como uma placa plana, isolada na parte inferior e exposta à luz solar. Se o fluxo de calor irradiado pelo sol for 600 W/m2 (α=1), o coeficiente de transferência de calor por convecção entre o telhado e o ar for de 12 W/m2K e a temperatura do ar for 27°C, determine a temperatura do telhado para os dois casos a seguir: (a) A perda de calor por radiação para o espaço é desprezível, (b) o telhado é negro (ε=1) e emite radiação térmica para o espaço, que é considerado um corpo negro a 280 K.
2ª Questão (3,5 pontos) Estime o tempo necessário para a solidificação completa de uma peça cilíndrica de Alumínio fundida em uma coquilha de Aço refrigerada com água a 25°C e com uma vazão de 1 litro por segundo e temperatura de saída de 80ºC. O cilindro tem dimensões 200 mm de diâmetro por 300 mm de altura. Toda a superfície da coquilha está a
25ºC. A temperatura do ar encontra-se a 30ºC e o coeficiente de convecção pode ser assumido como sendo 20 W/(m2.K). A troca térmica por radiação da coquilha com o ambiente pode ser desprezada. A temperatura de saída da água da coquilha é 80ºC.
Dados: ρágua= 999 kg/m3 ;cp água= 4,18kJ/(kgK); ρAl= 933 kg/m3 ;cp Al= 606 kJ/(kgK); hsl Al= 291 kJ/kg.
3ª Questão (3,0 pontos) Um capacitor eletrolítico com dimensões H=25 mm por D=15 mm esta montada em uma placa de CI mantida a
Tar=25ºC
35ºC. Ar a temperatura de 25ºC escoa sobre h=30 W/(m2.K) a superfície deste componente, exceto a sua
D
base. O capacitor possui dois terminais elétricos ( kcond=40W/(m.K) ) de seção
T?
H circular com diâmetro de 1 mm e comprimento de 10 mm que conduzem calor por condução entre o