Exercícios de Transferência de Calor - Aula 8

Prof João Brasil AULA 8 Convecção Forçada Externa Placas TRANSFERÊNCIA DE CALOR I EMC615 Prof João Brasil TIPOS DE ESCOAMENTO TRANSFERÊNCIA DE CALOR I EMC615 Prof João Brasil EXERCÍCIOS Exercícios extraídos de COELHO JCM Energia e Fluidos Mecânica dos Fluidos São Paulo Blucher 2016 394p INCROPERA FP et al Fundamentos de Transferência de Calor e de Massa 6ª ed Rio de Janeiro LTC 2008 643 p TRANSFERÊNCIA DE CALOR I EMC615 Prof João Brasil EXERCÍCIOS Coelho Ep61 Ar a 20ºC escoa sobre uma placa plana horizontal quadrada lado igual a 20 cm com velocidade de 2 ms Considerando que a temperatura da placa é uniforme e igual a 60ºC determine a taxa de transferência de calor entre uma face da placa e o ar R 194 W TRANSFERÊNCIA DE CALOR I EMC615 Prof João Brasil EXERCÍCIOS Coelho Ep67 Um fluido escoa com velocidade de corrente livre de 1 ms sobre uma placa plana lisa com comprimento de 1 m mantida na temperatura uniforme de 100ºC Considerando que esse fluido seja ar a 8 bar e a 20ºC determine o coeficiente de transferência de calor por convecção local no bordo de fuga da placa R 539 Wm²K TRANSFERÊNCIA DE CALOR I EMC615 Prof João Brasil EXERCÍCIOS Coelho Ep69 Água na velocidade de 5 ms escoa sobre uma placa plana isotérmica horizontal com 20 cm de comprimento A temperatura da água é igual a 30ºC enquanto que a da superfície da placa é igual a 70ºC Calcule a taxa de transferência de calor por unidade de largura para a superfície superior da placa R 113 kWm TRANSFERÊNCIA DE CALOR I EMC615 Prof João Brasil EXERCÍCIOS Coelho Ep610 Um estudante de engenharia se propôs a realizar alguns experimentos em um túnel de vento em um dia no qual a temperatura ambiente era igual a 20ºC Para tal ele usou uma placa com comprimento M 60 cm e largura L 15 cm na qual havia internamente um conjunto de resistências elétricas que permitia manter a sua temperatura aproximadamente uniforme Ao conduzir o experimento a placa foi fixada conforme indicado na Figura Ep 610 Perguntase qual deve ser a máxima velocidade do ar para a qual a camadalimite dinâmica permanece laminar ao longo de toda a largura da placa Para manter uma diferença de temperatura igual a 60ºC entre a placa e o ar qual deve ser a potência elétrica requerida pelas resistências de aquecimento se a velocidade do ar é mantida igual a 20 ms R 606 ms 476 W TRANSFERÊNCIA DE CALOR I EMC615 Prof João Brasil EXERCÍCIOS Incropera 717 A superfície superior de um compartimento possui uma porção muito lisa A e outra acentuadamente rugosa B e encontrase em contato com uma corrente de ar atmosférico Com o interesse de minimizar a transferência de calor por convecção total na superfície qual das duas orientações 1 ou 2 é preferível Se 𝑇𝑠 10 𝐶 𝑇 35 𝐶 e 𝑢 25 𝑚𝑠 qual é a taxa de transferência de calor por convecção em toda a superfície para essa orientação R 721 W TRANSFERÊNCIA DE CALOR I EMC615 Prof João Brasil EXERCÍCIOS Incropera 720 Considere uma aleta retangular usada para resfriar o motor de uma motocicleta A aleta possui 015 m de comprimento e está a uma temperatura de 250 C quando a motocicleta se desloca a uma velocidade de 80 kmh em ar a 27 C O ar encontrase em escoamento paralelo às superfícies da aleta e condições de escoamento turbulento podem ser admitidas ao longo de toda a superfície Qual é a taxa de remoção de calor por unidade de largura da aleta R 5733 Wm TRANSFERÊNCIA DE CALOR I EMC615 Prof João Brasil EXERCÍCIOS Çengel 720 A pressão atmosférica em uma cidade com altitude de 1610 m é de 834 kPa Nessa altura o ar escoa a 6 ms com temperatura de 30C sobre uma placa plana de dimensões 8 x 25 m que se encontra a 120C Determine a taxa total de transferência de calor da placa para o ar quando o ar escoa paralelamente a a ao lado de 8 m b ao lado de 25 m R 18180 W 12924 W TRANSFERÊNCIA DE CALOR I EMC615