transferencia de calor

1. Exercícios
Transferência de Calor 1

2. 1o PROBLEMA: Um tubo de ferro fundido de 10
cm de diâmetro interno e 11,5 cm de diâmetro
externo é isolado com 2 cm de lã de vidro (k =
0,055 W m.K). A superfície interna do tubo está
a 205 C e a superfície externa está a 32C.
Determine a taxa de troca de calor considerando
o regime permanente, por unidade de
comprimento do tubo.

6. • 2o PROBLEMA:Um fio elétrico é utilizado como
elemento aquecedor. A potência gerada é de 2
kW e a condutividade térmica do material do
fio é k = 15 W / m.K. O diâmetro do fio é D = 4
mm e o comprimento L = 0,5 m. Se a
temperatura superficial do fio for Tsup = 105
C, determine a temperatura no centro do
mesmo.

11. • Exercício 3: Um cilindro vertical de altura H = 0,10 m e
diâmetro d = 0,05m é colocado sobre um pedestal
isolado. O cilindro de alumínio está inicialmente a 30oC
e o ambiente está a 400oC. As condições ambientais
são tais que o coeficiente de troca de calor por
Convecção – Radiação é igual a 500 W/m2K. Deseja-se
saber (a) o instante em que a temperatura do cilindro
alcança 200oC e (b) o calor trocado pelo cilindro até
este instante, (c) o calor trocado pela superfície lateral
até este instante e (d) o calor total trocado pelo
ambiente e cilindro após o regime permanente ter sido
alcançado.
• Propriedades do material:

19. • Uma pessoa coloca maçãs em um freezer que está a -
15C de forma a resfriá-las rapidamente para visitantes
que devem chegar logo. Inicialmente, as maçãs estão a
20 C, temperatura uniforme, e o coeficiente de troca
de calor por Convecção na superfície das maçãs é de 8
W/m2.K. Modelando as maçãs como esferas de 9 cm
de diâmetro e considerando que as suas propriedades
sejam massa específica = 840 kg/m3; calor específico =
3,81 kJ/kg.K e k = 0,418 W/m.C, determine as
temperaturas no centro e na superfície das maçãs em 1
hora. Determine ainda a quantidade de calor trocado
em cada maçã.

22. • Exercício 5: Uma barra longa de 5 mm de
diâmetro tem uma ponta mantida a 100oC . A
superfície lateral da barra está exposta ao ar
ambiente que está a 25oC e tem um coeficiente
de troca de calor por convecção igual a 100
W/m2K. Considerando os materiais cobre, ferro e
aço inoxidável 304, pede-se determinar (a) o
comprimento das aletas para que o modelo de
aletas longas seja plausível, (b) a distribuição de
temperaturas ao longo da barra construída em e
(c) os respectivos calores trocados?