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TA 733 A – Operações Unitárias II Transferência de Calor Aula 09.

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1 TA 733 A – Operações Unitárias II Transferência de Calor Aula 09

2 a) Construa um circuito térmico que possa ser utilizado para calcular T b. Avalie cada resistência térmica. b) Calcule a temperatura T b. Exercício 1 (3.44) Considerações: -Regime estacionário -Condução unidimensional radial -No espaço de ar há convecção livre e troca de calor por radiação

3 T b, Espaço de ar T i, Barra T e =25°C cerâmica Exercício 1 (3.44)

4 Exercício 1a (3.44)

5 Exercício 1b (3.44) VC Para achar T b é necessário fazer um balanço de energia no bastão.

6 Um revestimento de baquelite é usado sobre uma barra condutora de 10mm de diâmetro cuja superfície é mantida a 200°C pela passagem de uma corrente elétrica. A barra encontra-se emersa num fluido a 25°C, com h=140W/m 2 K. a)Qual é o raio crítico associado ao revestimento? b)Qual a taxa de transferência de calor por unidade de comprimento para a barra sem revestimento e com revestimento de baquelite que corresponde ao raio crítico? Exercício 2 (3.53)

7 Exercício 2a (3.53) Considerações: -Regime estacionário -Condução unidimensional na direção de r -Propriedades constantes e radiação desprezível Da tabela A3, Baquelite (300K), k=1,4W/m.K

8 Exercício 2b (3.53) Para a barra exposta

9 Barra com revestimento correspondente ao r cr =0,01m Exercício 2b (3.53) Percebam que sem o revestimento q=770W/m e com o revestimento de baquelite, sendo r=raio crítico q=909W/m.

10 Exercício 3 (3.121) Considere uma aleta retangular de uma liga de alumínio k=180W/mK, comprimento L=10mm, espessura t=1mm e w>>>t. A temperatura da base da aleta T b =100°C, e a aleta é exposta a um fluido à temperatura T =25°C. Assumindo um h=100W/m 2 K sobre toda a superfície da aleta, determine a taxa de transferência de calor removida da aleta por unidade de largura q f, eficiência η f, efetividade ε f, resistência térmica por unidade de largura R t,a e a temperatura da extremidade T(L) para os casos A e B da tabela 3.4. Compare seus resultados com aqueles baseados em uma aproximação para aleta infinita.

11 Exercício 3 (3.121) Considerações: - Regime estacionário - Condução unidimensional ao longo da aleta - Radiação desprezível - Coeficiente de convecção uniforme - Largura da aleta é muito maior que a espessura

12 Exercício 3 (3.121)

13 Acima P=2w+2t, como w>>>t, P2w

14 Exercício 3 (3.121)

15 A a = área superficial da aleta A c,b = área da seção transversal na base

16 Exercício 3 (3.121) Caso A

17 Exercício 3 (3.121) Caso B

18 Exercício 3 (3.121) Caso D


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