Termodinâmica

Exercícios: Transferência de Calor por Convecção

1) Em uma placa plana de 150 X 100 mm, eletricamente aquecida, a máxima temperatura permissível no centro da placa é 135 oC. Para este caso específico o número de Grashof é 2,2 x 107 e o número de Prandlt é 0,7. Sabendo que a equação empírica, obtida com o auxílio da análise dimensional, que descreve a convecção natural ( regime laminar ) em uma placa plana é dada pela equação: Calcular o fluxo de calor por transferido por convecção, por ambos os lados da placa, para o ar atmosférico a 25 oC (kar = 0,026 Kcal/h.m.oC).
A dimensão característica (L) é comprimento da placa: L =0,15 m

2) Uma parede de um forno é constituída de duas camadas: 0,20 m de tijolo refratário (k =1,2 kcal/h.m.oC) e 0,13 m de tijolo isolante (0,15 kcal/h.m.oC). A temperatura dos gases dentro do forno é 1700oC e o coeficiente de película na parede interna é 58 kcal/h.m2.oC. A temperatura ambiente é 27 oC e o coeficiente de película na parede externa é 12,5 kcal/h m2 oC. Desprezando a resistência térmica das juntas de argamassa, calcular:
a) o fluxo de calor por m2 de parede;
b) a temperatura nas superfícies interna e externa da parede.

Considere uma área unitária da parede ( A=A1=A2=1 m2 )

3) A parede de um edifício tem 30,5 cm de espessura e foi construída com um material de k = 1,31 W/m.K. Em dia de inverno as seguintes temperaturas foram medidas: temperatura do ar interior = 21,1 oC; temperatura do ar exterior = -9,4 oC; temperatura da face interna da parede = 13,3 oC; temperatura da face externa da parede = -6,9 oC. Calcular os coeficientes de película interno e externo à parede.

4) Um forno de formato cúbico, com altura de 6 ft, está isolado com 4" de um material isolante de condutividade térmica 1,0 Btu/h.ft.oF. Nele são inseridos 1000 Ib/h de uma liga que se funde a 1200 oF (admite-se que a liga já entre a 1200 oC). O coeficiente de convecção do ar externo é 3 BTU/h.ft2.oF e a temperatura do ar