Lista de Fenômenos de Transporte

(Atividade 2)

1. O que você entende por transferência de calor? Explique como se dá o processo

de convecção e seus mecanismos.

2. Uma superfície de uma placa de 10 mm de espessura de aço inoxidável (k = 15

w/mK) é mantida a 90°C por meio de vapor em condensação, enquanto que a

superfície oposta é submetida a uma corrente de ar a T∞ = 25°C e h = 25 w/m2K.

Qual a temperatura da superfície em contato com o ar?

3. Na transferência de calor em dutos circulares, qual a relação entre o raio crítico

de isolamento e o fluxo de calor que atravessa as paredes do cilindro e do

isolamento?

4. A partir da equação do calor em sua forma mais resumida, ou seja, em condição

de estado estacionário, sem geração de calor e supondo o fluxo unidimensional,

encontre a equação para a distribuição de temperaturas e a equação da taxa de

transferência de calor.

Dados:

5. A distribuição de temperaturas ao longo de uma parede de 0,3 m de espessura e

área de 1 m2, em um certo instante de tempo, é dada por: T(x) = a + bx + cx2, na

qual T está em graus célsius e x em metros, enquanto a = 200 °C, b = -200 °/m e

c = 30 °C/m2. A condutividade térmica k = 1 W/mK. Determine a taxa de

transferência de calor que entra na parede (x=0) e que deixa a parede (x=0,3m)

bem como a taxa de variação da energia acumulada na parede. Qual a taxa de

transferência de calor por convecção se a superfície fria estiver exposta a um

fluido a 100 °C?

6. Humanos são capazes de controlar suas taxas de produção de calor e de perda de

calor para manter aproximadamente constante a sua temperatura corporal de Tc

= 36,5°C sob uma ampla faixa de condições ambientais. Com a perspectiva de

calcular a transferência de calor entre um corpo humano e sua vizinhança,

focamos em uma camada de pele e gordura, com sua superfície externa exposta

ao ambiente e com sua superfície interna a uma temperatura um pouco abaixo da

temperatura corporal, Ti = 35°C. Considere uma pessoa com camada de pele

(gordura com espessura L = 3 mm e com k = 0,3 W/mK). A pessoa tem uma

área superficial de 1,8 m2 e esta vestindo roupa de banho. Estando a pessoa

imersa em água a T∞ = 297 K, qual é a temperatura superficial da pele e a taxa

de perda de calor? A transferência de calor para a água é caracterizada por um

coeficiente de convecção h = 200 W/m2K.