Prova 2 Gabarito

Prévia do material em texto

Transferência de Calor
Aluno: 
Questão 1 (3,0 pontos): 
Uma pessoa foi encontrada morta às 17h em uma sala cuja temperatura é 20°C. A temperatura do corpo 
foi medida e era igual a 25°C quando encontrado e o coeficiente de transferência de calor por convecção 
estimado é h = 8 W/m2∙°C. Modele o corpo como um cilindro de 30 cm de diâmetro e 1,70 m de 
comprimento e estime o tempo de morte daquela pessoa. Considere que a temperatura normal de uma 
pessoa viva é de 37°C. Dados: Assuma que o corpo humano é composto por 72% de água e que logo 
possui as propriedades da água na temperatura média (37°C + 25°C) / 2 = 31°C (k = 0,617 W/m∙°C, ρ = 
996 kg/m3 e cp = 4178 J/kg∙°C).
Gabarito
sexta-feira, 16 de dezembro de 2016 20:00
 Página 1 de Provas 
Questão 2 (4,0 pontos):
Quer-se resfriar óleo de máquina, de 80 para 50°C, num trocador de calor tubular concêntrico de passe 
único, em contracorrente, resfriado por água a 20°C. A água flui dentro de um tubo, com diâmetro interno. 
Di = 2,5 cm, a uma vazão mw = 0,08 kg/s e o óleo flui através do espaço anular a uma vazão móleo = 0,16 
kg/s. Os coeficientes de transferência de calor no lado da água e no do óleo são respectivamente, hw = 
1000 W/(m2∙°C), e hóleo = 80 W/(m2∙°C); os fatores de incrustação são Fw = 0,00018 m2∙°C / W e Fóleo = 
0,00018 m2∙°C/W; a resistência da parede do tubo é desprezível. Calcule o comprimento necessário do 
tubo. Dados: Água: cw = 4180 J/kg∙°C Óleo: cóleo = 2090 J/kg∙°C
 Página 2 de Provas 
Questão 3 (3,0 pontos): 
O condensador de uma grande planta de vapor é um trocador de calor no qual o vapor é condensado em 
água líquida. Assuma que o condensador seja um trocador de calor de casco e tubos contendo um passe no 
casco e 30 000 tubos, cada um executando dois passes. Os tubos possuem uma parede fina com D = 25 
mm e o vapor condensa em sua superfície externa contendo um coeficiente por convecção de h = 11 000 
 Página 3 de Provas 
mm e o vapor condensa em sua superfície externa contendo um coeficiente por convecção de h0 = 11 000 
W/m2∙K. A taxa de transferência de calor é q = 2 ×109 W e é alcançada pela passagem de água de 
resfriamento que passa através dos tubos a uma taxa de 3 × 104 kg/s (A vazão por tubo é de 1 kg/s). A 
água entra a 20°C, enquanto que o vapor condensa a 50°C. Qual é a temperatura de saída da água de 
resfriamento? Dados Água: cp = 4179 J/kg∙K
Formulário:
ܤ݅ =
ℎܮ௖
݇
ۛۛۛ 
ܶ − ஶܶ
௜ܶ − ஶܶ
ۛۛۛۛۛۛ =ۛ ݁ݔ݌ሺ−ܽݐሻ ܽ =
ℎܣ௦,௖
ߩܸܿ
ۛۛۛۛ ۛ ݍ = ݉ܿΔܶ ܷ =
1
1 ℎ⁄ ௛ + 1 ℎ⁄ ௖ + ܨ௛ + ܨ௖
ۛۛۛۛۛۛۛۛۛۛۛۛۛۛۛۛۛۛۛ
Δ ௟ܶ௠ =
Δ ଶܶ − Δ ଵܶ
݈݊ ൬߂ ଶܶ߂ ଵܶ
ۛۛۛ൰
ۛۛۛۛۛۛۛۛ =ۛ
߂ ଵܶ − Δ ଶܶ
݈݊ ൬߂ ଵܶ߂ ଶܶ
ۛۛۛ൰
ۛۛۛۛۛۛۛۛ ۛ contraܿ݋ݎݎ݁݊ݐ݁: ൤
 ߂ ଵܶ ≡ ௛ܶ,ଵ − ௖ܶ,ଵ = ௛ܶ,௜ − ௖ܶ,௢
 ߂ ଶܶ ≡ ௛ܶ,ଶ − ௖ܶ,ଶ = ௛ܶ,଴ − ௖ܶ,௜
൨ 
 ܮ௖ =
ܸ
ܣs,௖
ۛۛۛ em paralel݋: ൤
 ߂ ଵܶ ≡ ௛ܶ,ଵ − ௖ܶ,ଵ = ௛ܶ,௜ − ௖ܶ,௜
 ߂ ଶܶ ≡ ௛ܶ,ଶ − ௖ܶ,ଶ = ௛ܶ,଴ − ௖ܶ,଴
൨ 
 Página 4 de Provas