7/23/2019 3 avaliao de FT-16-04-2013 (2)
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UNIVERSIDADE FEDERAL DE UBERLNDIAFACULDADE DE CINCIAS INTEGRADAS
DO PONTAL -FACIP
CURSO DE ENGENHARIA DE PRODUODISCIPLINA:FENMENOS DE
TRANSPORTE
4 AVALIAO DE FENMENOS DE TRANSPORTE
PROF
.:
GLEYZER
MARTINS
PERODO
:
5
Data:____/___/_____ Valor: 100 pontos
ALUNOS:_____________________________________________________
N.:___________________
Questo 01 (20 pontos)- Considere a conduo de calor
unidimensional, em regime estacionrio, atravs deum cilindro de raio
igual a 10mm, conforme mostrado na figura. Sabendo que as
temperaturas das superfciesem x=0 T1=0C e em x=L=100mm T2=100C e
que a condutividade trmica do material dada pork=exp(2.x)[W/m.K].
Determine:
a)
Detalhadamente a expresso da distribuio detemperatura (10
Pontos)b)
Detalhadamente a expresso da distribuio dofluxo de calor (10
Pontos)
c)
A direo, o valor do fluxo de calor e atemperatura do material
emx=L/2(5 Pontos)
Questo 02 (35 pontos)- Uma parede composta por dois materiais
diferentes, com um espao de ar nointerior de um dos materiais,
conforme mostrado na figura. Sabendo que as temperaturas do
ambiente
interno e externo so respectivamente T1=25Ce T2=45C,e que o
material 1 possui condutividade trmicaigual a k=0,58W/m.K, eo
material 2 possui condutividade trmica igual a k=0,72W/m.K. O ar
por sua vez
possui condutividade trmica igual ak=0.026W/m.K. Determine:a) O
diagrama de resistncia trmica de um elemento de parede (5
Pontos)
b) A taxa de transferncia de calor por comprimento naparede,
sabendo que o coeficiente de transferncia decalor por conveco
interno e externo sorespectivamente iguais a 50 W/m2.K e 100/m2.K
(10Pontos)
c)
Determine as temperaturas na parede interna e externa
(10Pontos)
d)
A anlise do impacto econmico de preencher os espaosde ar por
espuma de poliuretano expandido comcoeficiente de condutividade
trmica de k=0.039W/m.K,sabendo que custo por metro quadrado do ar
condicionado R$0,20 kW-h e considerando uma sala retangular de3m de
comprimento, 4m largura e 3m de altura (10Pontos)
T1 T2
x
[mm]
Ambiente
Interno
Ambiente
Externo
25
in
ambT C
45
ext
ambT C
sup
inT
sup
exT
Material-1Material-1
Material-2
Ar
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Questo 03 (30 pontos)- Um tubo de ao de 150mm de dimetro
transporta um gs a temperatura de -40Ccom velocidade de 10m/s .
Sabendo que o isolamento feito com l de rocha com espessura de 50mm
e quea temperatura da parede 20C. Determine:
a)
O coeficiente de conveco no interior do tubo (10Pontos)
b) A taxa de transferncia de calor por metro de tubulao(10
Pontos)
c)
O tempo de amortizao do investimento de empregaruma pelcula de
2mm de silicato de clcio, comcoeficiente de conduo de 0,045W/m-K,
no interior dotubo a um custo de R$50,00 o metro. Sabendo que a
planta funciona 24h e durante todo ano considerando o
custo da perda de calor por metro de tubulao igual aR$ 0,10/kW-h
(10 Pontos)
Considere as seguintes propriedades :
7 2
3
3
56
0,045
132, 5 10 /
1, 75 /
1, 007 /
18,1 10 /
ao
iso
G s q
G s q
Gs q
G s q
k W m K
k W m K
N s m
kg m
Cp kJ kg K
k W m K
Questo 04 (15 pontos)- Uma esfera de alumnio aquecido
atemperatura de 450C em seguida resfriado em gua a 25C.Sabendo que
o coeficiente de conveco na gua igual a 400W/m2Ke que as
propriedades do alumnio so: coeficiente de conduo -177W/m.K, a
densidade - 2770 kg/m3e o calor especifico - 903 J/kg.K.
Determine:
a)
O dimetro da esfera para empregar o mtodo da
capacidadeconcentrada (5 Pontos)
b) O tempo necessrio para a temperatura da esfera alcanar 250C
(5Pontos)
c)
O nmero de Fourier transcorrido 10s (5 Pontos)
,1 40T C
,2 20T C
450AlT C
25aguaT C
gua
Alumnio
