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

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

Exercício 1 (3.44) Barra Tb, Te=25°C Espaço de ar Ti, cerâmica

Exercício 1a (3.44)

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

Exercício 2 (3.53) 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/m2K. 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 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

Exercício 2b (3.53) Para a barra exposta

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

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 Tb=100°C, e a aleta é exposta a um fluido à temperatura T∞=25°C. Assumindo um h=100W/m2K sobre toda a superfície da aleta, determine a taxa de transferência de calor removida da aleta por unidade de largura qf’, eficiência ηf , efetividade εf , 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.

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

Exercício 3 (3.121)

Exercício 3 (3.121) Acima P=2w+2t, como w>>>t, P≈2w

Exercício 3 (3.121) 3.86 3.81 3.83

Exercício 3 (3.121) Aa = área superficial da aleta Ac,b = área da seção transversal na base

Exercício 3 (3.121) Caso A

Exercício 3 (3.121) Caso B

Exercício 3 (3.121) Caso D