Questões sobre Área: Sistemas Térmicos

• A.

  

• B.

  

• C.

  

• D.

  

• E.

  

Vapor saturado de um fluido a T_V escoa no interior de um tubo de cobre de parede fina e raio externo igual a 10 mm. Deseja-se revestir o tubo de forma a protegê-lo mecanicamente pela introdução de uma camada cilíndrica de material com condutividade térmica de 1 W/(mK) e espessura t a ser determinada. Adicionalmente, busca-se maximizar a taxa de transferência de calor do fluido para o ar, cuja temperatura é T∞. O coeficiente de transferência de calor por convecção do lado externo pode ser considerado igual a 50 W/(m2K), tanto para a superfície nua quanto para a superfície revestida. Considerando desprezível as resistências à transferência de calor por convecção entre o vapor e o tubo de cobre e por condução através da parede de cobre, assinale a alternativa com a espessura t do material protetor necessária para maximizar a perda de calor para o ar.

• A.

  1 mm.

• B.

  5 mm.

• C.

  10 mm.

• D.

  15 mm.

• E.

  20 mm.

Considere uma aleta de seção retangular uniforme, de largura w = 100 mm e espessura t = 1 mm e de comprimento L = 700 mm, em um ambiente em que o ar está a 0 ºC. O material da aleta apresenta condutividade térmica k = 25 W/(mK). A distribuição de temperatura (ºC) na aleta é unidimensional, sendo dada por T = 100e^–4x; em que x é a coordenada (m) ao longo da aleta (x = 0 corresponde à sua base, enquanto x = L, à sua ponta).

O calor transferido entre a aleta e o ar por convecção para o ambiente é igual a

• A.

  1 W.

• B.

  14 W.

• C.

  140 W.

• D.

  1 400 W.

• E.

  2 000 W.

Deseja-se aquecer 1 kg/s de água líquida de 20 ºC a pelo menos 70 oC por meio de transferência de calor de um fluido dito quente, usando um trocador de calor. O fluido quente está disponível com vazão mássica de 1 kg/s e temperatura de 220 oC. Os calores específicos da água e do fluido quente são iguais a 4200 kJ/(kgK) e 2100 kJ/(kgK), respectivamente.

A efetividade do trocador de calor para realizar a tarefa deve ser de

• A.

  0,4.

• B.

  0,4.

• C.

  0,6.

• D.

  0,7.

• E.

  0,8.

• A.

  (7/20)^1/4

• B.

  (1/2)^1/4

• C.

  (7/13)^1/4

• D.

  (17/20)^1/4

• E.

  (11/13)^1/4

• A.

  Nu_L = 0,332Re_L ^1/2Pr^1/3

• B. Nu_L = 0,564Re_L ^1/2Pr^1/2
• C.

  Nu_L = 0,664Re_L ^1/2Pr^1/3

• D.

  Nu_L = 0,784Re_L ^1/2Pr^1/2

• E.

  Nu_L = 1,128Re_L ^1/2Pr^1/2

• A.

  C_f,x = 0,0148Re_x ^–4/5

• B.

  C_f,x = 0,0592Re_x ^–4/5

• C. C_f,x = 0,0592Re_x ^–1/5
• D.

  C_f,x = 0,0592Re_x ^–1/5Pr^1/3

• E.

  C_f,x = 0,0592Re_x ^–1/2Pr^1/3

Óleo com vazão mássica de 314 kg/s é transportado através de um oleoduto com 150 km de comprimento e diâmetro de 1 m. As propriedades termofísicas do óleo são massa específica igual a 900 kg/m³, viscosidade dinâmica igual a 4,5 Pa.s e difusividade térmica igual a 10^–7 m²/s.

É correto afirmar que

• A.

  apenas o perfil de velocidade se desenvolveu plenamente.

• B.

  apenas o perfil de temperatura se desenvolveu plenamente.

• C.

  os perfis de velocidade e temperatura se desenvolveram plenamente.

• D.

  nem o perfil de velocidade nem o de temperatura se desenvolveram plenamente.

• E.

  o comprimento das regiões de entrada térmica e fluidodinâmica são iguais.

• A.

  1/4.

• B.

  3/4.

• C.

  1.

• D.

  3/2.

• E.

  2.

• A.

  0,5.

• B.

  0,6.

• C.

  0,7.

• D.

  0,8.

• E.

  0,9.