Ftrans

1. Um tubo condutor de vapor de diâmetro interno 160 mm e externo 170 mm é coberto com duas camadas de isolante térmico. A espessura da primeira camada é 30 mm e a da segunda camada é 50 mm. As condutividades térmicas R1, R2, R3 do tubo e das camadas isolantes são 50, 0,15 e 0,08 kcal/h.m.oC, respectivamente. A temperatura da superfície interna do tubo de vapor é 300 oC e a da superfície externa do segundo isolante é 50 oC. Calcular :

a) O fluxo de calor por unidade de comprimento do tubo.

b) A temperatura nas interfaces das camadas.

2. Um tanque de aço ( k = 40 Kcal/h.m.oC ), de formato esférico e raio interno de 0,5 m e espessura de 5 mm, é isolado com 1½" de lã de rocha ( k = 0,04 Kcal/hoC ). A temperatura da face interna do tanque é 220 oC e a da face externa do isolante é 30 oC. Após alguns anos de utilização, a lã de rocha foi substituída por outro isolante, também de 1½" de espessura, tendo sido notado então um aumento de 10% no calor perdido para o ambiente ( mantiveram-se as demais condições ). Determinar :

a) fluxo de calor pelo tanque isolado com lã de rocha;

b) o coeficiente de condutividade térmica do novo isolante;

c) qual deveria ser a espessura ( em polegadas ) do novo isolante para que se tenha o mesmo fluxo de calor que era trocado com a lã de rocha.

3. Um tubo de diâmetro 2" e 1,2 m de comprimento transporta um fluido a 150 oC, com coeficiente de película de 1800 kcal/h.m2.oC. Para facilitar a troca de calor com o ar ambiente foi sugerido o aletamento do tubo, com aletas longitudinais de 2 mm de espessura e 19 mm de altura, montadas com espaçamento aproximado de 6 mm (na base). O tubo e as aletas de aço tem coeficiente de condutividade térmica igual a 40 kcal/h.m.oC. O ar ambiente está a 28oC, com coeficiente de película 15 kcal/hm 2 oC. Desprezando a resistência da película interna, pede-se :

a) o calor transferido por convecção pelo tubo sem as aletas

b) o número de aletas

c) o calor transferido por convecção pelo tubo aletado

d) efetividade das aletas

4. . Determinar o aumento do calor dissipado por unidade de tempo que poderia ser obtido de uma placa plana usando-se por unidade de área 6400 aletas de alumínio ( k = 178 Kcal/h.m.oC), tipo pino, de 5 mm de diâmetro e 30 mm de altura. Sabe-se que na base da placa a temperatura é 300 oC, enquanto que o ambiente está a 20 oC com coeficiente de película de 120 Kcal/h.m2.oC. Determine a efetividade.

5. Numa indústria deseja-se projetar um dissipador de calor para elementos transistores em um local onde o coeficiente de película é 3 Kcal/h.m2.oC. A base do dissipador será uma placa plana, de 10 x 10 cm, sobre a qual estarão dispostas 8 aletas, de seção transversal retangular, com espaçamento constante, de 2 mm de espessura e 40 mm de altura.

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