2a. Lista de Exercícios Propostos de Fentran - Transmissão de Calor:
Condução de Calor em Cascas Cilíndricas



LISTA DOS ENUNCIADOS (pdf)


1o PROBLEMA: Um tubo de 2 metros de comprimento é utilizado para conduzir ar quente com fluxo de massa igual a 0,5 kg/s. A temperatura do ar na entrada da tubulação é 200oC e na saída, a temperatura vale 180oC. Determine o calor trocado com o meio externo se o material do tubo for cobre ou aço inoxidável.

2o PROBLEMA: Deseja-se calcular o coeficiente de troca de calor por convecção. O experimento projetado envolve um tubo de cobre de 1,0 m de comprimento, com 5,5 cm de diãmetro interno e 0,5 cm de espessura de parede. No lado interno, de nosso interesse, temos água escoando a 85oC enquanto que a parede está a 60oC. O calor trocado é igual a 60 W/m. Qual é o coeficiente de troca de calor por convecção entre a água e a superfície interna do duto? .

3o PROBLEMA: Repita o exercício anterior, supondo agora que o tubo seja de aço inóx?

4o PROBLEMA: Um tubo é colocado em um ambiente de Radiação em uma situação qual que um fluxo de calor igual a eqn1.gif - 372 Bytes chega à superfície externa. O comprimento do tubo é de 1,5m, o diâmetro interno é de 6,0 cm e a espessura de parede vale 0,5 cm. A temperatura da face interna do tubo é de 150oC. O fluido escoando internamente, ar, está a 120oC e o coeficiente de troca de calor por convecção entre o ar e o tubo é igual a 20 W/m2K. Se o tubo for de cobre, qual é a temperatura da face externa no tubo? Quanto vale eqn1.gif - 372 Bytes ?

5o PROBLEMA: No exercício anterior, calcule a nova temperatura externa do tubo, supondo que o material deste seja alumínio. eqn1.gif - 372 Bytes é alterado?

6o PROBLEMA: Usando uma planilha para facilitar seu trabalho, represente a variação do calor trocado em função do raio externo de um isolante (k = 0,020 W/mK). Considere que o tubo seja de cobre, de comprimento L = 2,0 m, diâmetro interno 6 cm e espessura de parede 0,5cm. No interior, temos água escoando a 200oC e com coeficiente de troca de calor por convecção igual a 10 W/m2K. No lado externo, do isolante, temos ar a 25oC e com h = 5 W/m2K

7o PROBLEMA: Na planilha do exercício anterior, analise os efeitos supondo (a) tubo de aço 1010, (b) comprimento igual a 5,0 m e (c) coeficiente externo de convecção igual a 20 W/m2K. Determine quais destes parâmetros afetam os resultados.

8o PROBLEMA: No exercício 4 acima, calcule as resistências individualmente. Mostre a importancia relativa de cada uma delas.

9o PROBLEMA: Considere uma barra cilíndrica cujas extremidades sejam mantidas a constantes temperaturas, T1 e T2. A superfície lateral da barra é perfeitamente isolada. Não há geração interna. Argumenta-se que a temperatura ao longo do eixo varia linearmente, durante o regime permanente. Você concorda? Argumente.

10o PROBLEMA: Considere um tubo de comprimento L = 20 m, raio interno = 6 cm e raio externo = 10 cm. A condutividade térmica do material k vale 20 W/mK. A superfície interna do tubo é mantida a 150oC e a superfície externa é mantida a 60oC. Plote o perfil de temperaturas, considerando o regime permanente.

Escolha os exercícios que serão feitos na aula

Escolha sua opção para os exercícios a serem feitos na aula do dia . Você pode escolher mais de um. Para isto, use as teclas shift e ctrl para marcar os desejados

© Washington Braga Filho, DEM, PUC-Rio, wbraga@mec.puc-rio.br
Preparado em março / 2007
http://leblon.mec.puc-rio.br/~wbraga/fentran/transcal/propostos/cap1/segunda.htm