MEC010 - TRANSFERÊNCIA DE CALOR
Lista de Exercícios 03
1. Problema 8.31 (Incropera): Para refrigerar uma casa de verão sem usar um ciclo de
refrigeração por compressão de vapor, ar é passado por um tubo plástico (k = 0,15 W/(m∙K),
Di = 0,15 m, De = 0,17 m), que está submerso em um corpo de água próximo à casa. A
temperatura da água no corpo de água é de T∞ = 17 °C e um coeficiente convectivo de he =
1500 W/(m2∙K) é mantido na superfície externa do tubo.
Se o ar vindo da casa entra no tubo com uma temperatura de Tm,ent = 29 °C e a uma vazão
volumétrica ∀
ent = 0,025 m3/s, qual comprimento do tubo é necessário para se ter uma
temperatura na sua saída de Tm,sai = 21 °C? Qual é a potência do soprador necessária para
passar o ar através do comprimento do tubo, sendo sua superfície interna lisa?
2. Problema 8.44 (Incropera): Os produtos de combustão de um queimador são direcionados
para uma aplicação industrial através de um tubo metálico de parede delgada, com diâmetro
Di = 1 m e comprimento L = 100 m. O gás entra no tubo a pressão atmosférica, com
temperatura média e velocidade de Tm,ent = 1600 K e um,ent = 10 m/s, respectivamente. Ele
tem que sair do tubo com uma temperatura não inferior a Tm,sai = 1400 K. Qual é a espessura
mínima de um isolamento de alumina-sílica (kiso = 0,125 W/(m∙K)) necessária para
satisfazer a exigência na saída no caso das piores condições, que são o tubo exposto ao ar
ambiente a T∞ = 250 K e com uma velocidade de escoamento cruzado V = 15 m/s? As
propriedades do gás podem ser aproximadas pelas do ar e, como uma primeira estimativa, o
efeito da espessura do isolante no coeficiente convectivo e na resistência térmica associada
ao escoamento cruzado pode ser desprezado.
