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Lista 3 - Convecção (FT2), Exercícios de Fenômenos de Transporte

Perfeito, Luiz! Agora com a imagem do Exemplo 6-3, ficou claro que ele é exatamente a resolução da Questão 2 da sua lista. Vamos revisar e explicar cada etapa, comparando com o que eu tinha feito antes — e corrigindo para usar os valores exatos do exemplo.

Tipologia: Exercícios

2025

Compartilhado em 21/05/2025

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caeq-ufal 🇧🇷

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Universidade Federal de Alagoas UFAL
Departamento de Engenharia Química
Disciplina: Fenômenos de Transporte II
Prof. Dr. João Batista Maia Rocha Neto
Lista de exercícios
Convecção
Questão 1.
Durante o fluxo de ar a 𝑇=20°𝐶 sobre a superfície de uma placa mantida uma
temperatura constante de 𝑇𝑠=160°𝐶, o perfil de temperatura adimensional dentro
da camada de ar sobre a placa está determinado para ser
Onde a = 3200 m-¹ e y é a distância vertical medida a partir da superfície da placa
em metros (Figura abaixo). Determine o fluxo de calor na superfície da placa e o
coeficiente de transferência de calor por convecção.
Dado: k = 0,03024 W/m.K para 90ºC.
Questão 2.
Uma placa plana de 2m x 3m é suspensa em uma sala e submetida a escoamento
de ar paralelo em sua superfície, ao longo do lado de 3m de comprimento. A
temperatura e a velocidade do escoamento livre do ar são 20°C e 7 m/s. A força
de arrasto total agindo na placa é medido como 0,86 N. Determine o coeficiente
médio de transferência de calor por convecção para a placa.
.
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Universidade Federal de Alagoas – UFAL Departamento de Engenharia Química Disciplina: Fenômenos de Transporte II Prof. Dr. João Batista Maia Rocha Neto Lista de exercícios Convecção Questão 1. Durante o fluxo de ar a 𝑇∞=20°𝐶 sobre a superfície de uma placa mantida uma temperatura constante de 𝑇𝑠=160°𝐶, o perfil de temperatura adimensional dentro da camada de ar sobre a placa está determinado para ser Onde a = 3200 m-¹ e y é a distância vertical medida a partir da superfície da placa em metros (Figura abaixo). Determine o fluxo de calor na superfície da placa e o coeficiente de transferência de calor por convecção. Dado: k = 0,03024 W/m.K para 90ºC. Questão 2. Uma placa plana de 2m x 3m é suspensa em uma sala e submetida a escoamento de ar paralelo em sua superfície, ao longo do lado de 3m de comprimento. A temperatura e a velocidade do escoamento livre do ar são 20°C e 7 m/s. A força de arrasto total agindo na placa é medido como 0,86 N. Determine o coeficiente médio de transferência de calor por convecção para a placa. .

2 Dados (20 ºC): 𝜌=1,2 𝑘𝑔/𝑚³ 𝑐𝑝=1 𝑘𝐽/𝑘𝑔 𝐾 𝑃𝑟=0, Questão 3. Durante o resfriamento a ar de laranjas, uvas e tangerinas, o coeficiente combinado de transferência de calor por convecção, radiação e evaporação para velocidades do ar de 0,11 < V < 0,33 m/s é determinado experimentalmente e expresso como ℎ = 5,05 𝑘𝑎𝑟 𝑅𝑒1/3/𝐷, onde o diâmetro D é o comprimento característico. As laranjas são resfriadas com ar refrigerado a 3°C e 1 atm a velocidade de 0, m/s. Determine: Dados: 𝜈=1,426 10−5 𝑚 2 /𝑠 𝑘𝑎𝑟=0,02439 𝑊/𝑚 °𝐶 a) A taxa inicial de transferência de calor a partir de uma laranja de 7 cm de diâmetro, inicialmente a 15°C, com condutividade térmica de 0,70 W/mK°C. b) O valor inicial do gradiente de temperatura na superfície interna da laranja. c) Valor do número de Nusselt. Questão 4. Você realizou uma série de experimentos para formular uma correlação para o coeficiente de transferência de calor convectivo através de um tubo de 5 cm de diâmetro externo, mostrado no gráfico a seguir. Suponha que há um fluxo de vapor a 1 atm e 100°C através deste tubo a uma velocidade de 1 m/s. Calcule: a) O coeficiente de transferência de calor