ex 03 tc principios condução 2014 1

5/24/2018 EX 03 TC Principios Condu o 2014 1

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unilesteMGCENTRO UNIVERSITRIO DO LESTEDEMINAS GERAIS

1. Considerando figura abaixo calcular o fluxo de calor perdido por unidade de rea conhecendo-se:

L1=25 cm, L2=40 cm, L3=15 cm, L1=50 cm; K1=1,25 w/mc, K2=0,025 w/mc, K3=45 w/mc, K4=2,30 w/mc; Ta= 200c, ha= 150 w/m

2c; Tb= 30c, hb= 30 w/m

2c;

K1 K2 K3 K4

Ta, ha Tb, hb

L1 L2 L3 L4


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2. Considerando paredes planas composta abaixo, determinar:

Resistncia trmica correspondente; Fluxo de calor perdido por unidade de rea; Temperatura na parede em contato com os fluidos ambientes; Temperatura na interface de cada material;

K=100 w/mcK=20 w/mc K=50 w/mc

100 Cm50 Cm5 Cm

T=400 cT=50 c


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3. Considerando paredes planas composta abaixo, determinar:

Resistncia trmica correspondente; Fluxo de calor perdido unidade de profundidade de parede; Temperatura na parede em contato com os fluidos ambientes; Temperatura na interface de cada material;

K=70 w/mcK=70 w/mcK=100 w/mc

K=20 w/mc

T=50 c

5 Cm

0,5 m

2 m

1,5 m

10 Cm

4 Cm

Conveco doAmbienteh= 45 w/m2cT=300 c


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4. Um tubo de vapor, com 10 cm de dimetro externo e 5 cm de dimetro interno tem suatemperatura na parede interna mantida a 130 c e condutividade trmica de 25 w/mc, estrecoberta com isolamento de amianto com espessura de 3cm, condutividade trmica 0,1 w/mc. Atemperatura do ar ambiente mantida a 30 c e coeficiente de conveco 25 w/m 2c. Determinar a

perda de calor por unidade de comprimento de tubo.


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5. gua gelada circula numa tubulao na temperatura de (-) 10 c e coeficiente de conveco de 45w/m2c. O tubo tem dimetro externo de 12cm e dimetro interno de 9cm. O tubo apresentacondutividade trmica de 85w/mc. A tubulao isolada com um material de condutividadetrmica de 0,18 w/m c e espessura de 10 cm. A temperatura do ar ambiente mantida a 30 c ecoeficiente de conveco 25 w/m2c. Determinar a perda de calor por unidade de comprimento detubo.


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6. A parede externa de um edifcio composta de uma camada de 10 cm de tijolo (k = 1,25 w/mc) euma de 2,5 mm de fibra de vidro (k = 0,05 w/mc). Calcule a transferncia de calor por unidadede rea atravs da parede para uma diferena de temperatura de 45 c.


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7. Uma parede composta constituda de uma parede de cobre de espessura de 4cm (k=385 w/mc),isolada com uma espessura de 2,5 cm de fibra de vidro (k=0,085 w/mc) mantida em condiesde equilbrio com uma diferena de temperatura de 110 c. Considerando um fluxo de caloratravs do conjunto de 300 w/m2. Determinar a rea da parede.


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8. Um circuito integrado (Chip) de silcio encapsulado de tal forma que, sob condio de regimeestacionrio toda a potncia por ele dissipada transferida por conveco para a corrente de fluidona qual o coeficiente de conveco 1000 w/m2c e temperatura de 25 c. O chip est separado dofluido por uma placa de alumnio que tem 2 mm de espessura (k=200w/m c). A resistncia decontato interface entre o chip e o alumnio de 0,5 x 10 4 w/m2c. Se a superfcie do chip de100mm2 e a temperatura mxima do chip permissvel de 85 c, qual a potncia mxima que

pode ser dissipada pelo chip?


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9. Um cilindro longo com 100mm de raio, constitudo por um material nuclear reativo (k = 0,5w/mc) que gera uniformemente 24.000 w/m3 ao longo de seu volume. O cilindro encontra-seencapsulado no interior de um tubo que possui um raio externo de 200mm e uma condutividadetrmica de 4 w/mc. A superfcie externa do tubo encontra-se envolta por um fluido a 100 c, comcoeficiente de conveco de 20 w/m2c. Determinar a temperatura na interface entre a paredeexterna do cilindro e parede interna do tubo.


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10.Um fio eltrico de raio de 5mm e resistncia eltrica de 10-4/m revestida por um isolanteplstico de 10cm de espessura e condutividade trmica de 2,20 w/m c. O isolante exposto ao arambiente a 300 c e coeficiente de conveco de 10 w/m2c. Se a temperatura mxima de trabalhona parede interna do plstico de 450 c, qual a corrente eltrica mxima que pode ser passadano fio?


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11.Uma esfera oca de alumnio (k=200 w/m c) com um aquecedor eltrico em seu centro usada emtestes para determinar a condutividade trmica de materiais isolantes. Os raios internos e externosda esfera so respectivamente de 0,15 e 0,18mm. Um teste realizado em condies de regime

permanente com a superfcie interna do alumnio mantida a 250 c. Nesta condio uma cascaesfrica de isolamento trmico fundida sobre na superfcie externa da esfera at uma espessurade 0,12 mm. O sistema encontra-se em uma sala na qual a temperatura do ar mantida a 20 ccom coeficiente de transferncia de calor por conveco na superfcie externa do isolante de

80 w/m2

c. Se uma potencia de 1200w/m2

dissipado pelo aquecedor em regime estacionrio,qual a condutividade trmica do isolante testado?


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12.Uma parede plana feita de tijolos refratrio de espessura de 0,20 m e condutividade trmica de1,35 w/mc. A parede recoberta na sua superfcie externa por uma camada de isolante deespessura de 0,15m e condutividade trmica de 0,035 w/mc. A superfcie interna da parederefratria est a uma temperatura de 400 c. Sabendo-se que a superfcie externa do isolante estnum ambiente na temperatura de 40 c e coeficiente de conveco de 15 w/m2c. Determinar ataxa de transferncia de calor perdida pela parede por unidade de rea.


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13.Vapor dgua a 320 c escoa no interior de uma tubulao isolada. O tubo de ao carbono (k=28w/mc) e tem raio interno de 6,5 mm e raio externo de 7,8 mm. O tubo revestido externamentecom uma camada de isolante (k=0,028 w/mc) de 3,5 mm de espessura. O coeficiente detransferncia de calor por conveco do lado do vapor de 285 w/m 2c e o coeficiente deconveco do lado do ambiente de 15 w/m2c com temperatura de 25 c . Determinar o fluxo decalor perdido em 110m de tubulao.


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14.Uma parede composta constituda de dois materias de espessura e condutividade trmicarespectivas de (L1= 20 cm / K1= w/m c e L2= 10 cm / K2= 0,086 w/m c), sabendo-se que adiferena de temperatura entre as regies interna e externa da parede de 120c, determinar a

perda de calor em 15m2de parede.


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15.Uma parede de um forno constituda de dois materiais diferentes. A primeira parede possuiespessura de 0,20m de tijolo refratrio (k=1,2 w/m c). A segunda parede possui espessura de0,13 m de tijolo isolante (k = 0,15 w/m c). A temperatura da superfcie interna do refratrio 1350 c e a temperatura da superfcie externa do isolante de 145 c. A resistncia trmica decontato das juntas de argamassa entre o tijolo refratrio e tijolo isolante de 0,045 w/m c. Nestascondies calcular calor perdido por unidade de tempo e por unidade de rea da parede.


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16.Um tanque de ao ( k = 40 w/m c) de formato esfrico de raio interno de 0,5 m e espessura de5 mm, isolado com 1" de l de rocha ( k = 0,04 w/m c). A temperatura da face interna dotanque 220 c e a da face externa do isolante 30 c. Determinar o fluxo de calor perdido atravsda parede do tanque.


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17.Considerando sistema composta abaixo, determinar a temperatura na interface das duas paredes

Temperatura na interface

K1 = 45 w/mC K2 = 1,25 w/mCTemperatura

Parede h = 25 w / m2

C

( 250 C ) T = 40 C

L1 = 0,15 m L2 = 0,25 m


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18.Um tubo de ao (k=22 w/m c ) de 1/2" de espessura e 10" de dimetro externo utilizado paraconduzir ar aquecido. O tubo isolado com 2 camadas de materiais isolantes. A primeira camadade isolante de alta temperatura (k=0,051 w/m c) com espessura de 1" e a segunda com isolante

base de magnsia (k=0,032 w/m c) tambm com espessura de 1". Considerando a temperatura dasuperfcie interna do tubo a 1000 c e a temperatura da superfcie externa do segundo isolante a32 c, pede-se :

Determine o fluxo de calor por unidade de comprimento do tubo Determine a temperatura da interface entre os dois isolantes


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19.Um reservatrio esfrico destinado a encerrar oxignio lquido, tem raio interno igual a 1,5m. Omaterial do reservatrio vidro com espessura de 0,03 m (k = 0,38 w/m c). O reservatrio revestido externamente por uma camada de l de vidro de espessura igual a 0,35 m ( k = 0,03 w/mc). A temperatura na face interna do vidro de (-) 180 c e na face externa do isolamento de10 c. Calcular:

Fluxo de calor atravs da parede

Temperatura na interface vidro/isolante


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20.Um tubo condutor de vapor de dimetro interno 160 mm e externo 170 mm coberto com duascamadas de isolante trmico. A espessura da primeira camada 30 mm e a da segunda camada 50 mm. As condutividades trmicas K1, K2, K3do tubo e das camadas isolantes so 50, 0,15 e0,08 w/m c, respectivamente. A temperatura da superfcie interna do tubo de vapor 300 c e ada superfcie externa do segundo isolante 50 c. Calcular:

O fluxo de calor por unidade de comprimento do tubo.

A temperatura nas interfaces das camadas.

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