UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DE PERNAMBUCO
UNIDADE ACADÊMICA DO CABO DE SANTO AGOSTINHO
CURSO DE ENGENHARIA MECÂNICA
PRIMEIRA VERIFICAÇÃO DE APRENDIZAGEM
Transmissão de Calor 1 - 2021.1
31 de Março de 2022
Nome:
Observação: Não esqueça de indicar as hipótese simplificadoras para cada problema!
1. (4,0 pontos) Considere uma parede plana de área 1m2composta de três materiais diferentes
com condutividade térmica k1= 10W/m ·
,k2= 50W/m ·
ek3= 80W/m ·
dispostas
nesta sequência. O lado esquerdo de 1 está sujeito a uma temperatura uniforme e constante de
30
. O material 2 tem uma taxa de geração de calor volumétrica de 20.000W/m3. Considere
desprezível a resistência de contato de 2 com 1 e 3 . O lado direito 3 está submetido
a uma temperatura 45
. As espessuras de cada material são: L1= 400mm,L2= 100mm.
L3= 200mm. Determine a taxa de transferência de calor através das superfícies externas dos
materiais 1 e 3 .
Dicas:
i. Aplique um balanço de energia entre os três meios. Calor não cruza o meio 2 . Isto irá
gerar uma equação em função das temperaturas das interfaces.
ii. Encontre a equação da distribuição de calor para o meio 2 com geração de calor. Esta
ficará em função das temperaturas nas interfaces. Para simplificar, posicione a origem do
eixo de coordenada xna extremidade esquerda de 2 .
iii. O fluxo de calor de 2
1 pode ser calculado em função da derivada da equação em ii)
2. (3,0 pontos) Materiais isolante aplicados à tubulações que transportam água gelada ou vapor
superaquecido ou dutos de ventilação de sistemas de ar condicionado possuem uma pressão
de contato. Explique como essa pressão interfere na transferência de calor com o meio e como
deve-se proceder em cada caso aqui citado.
3. (3,0 pontos) Uma câmara frigorífica é formada por duas paredes (altura ×larg ura) 2m×5me
outras duas 2m×3m. A espessura de todas vale 400mm e têm k= 0,12W/m ·
. O teto é do
mesmo material, tem a mesma espessura e fica apoiado sobre às paredes cobrindo exatamente
a espessura das mesmas. As temperaturas interna e externa são Ti=−20
eTe= 29
,
respectivamente. Determine o percentual de calor transferido por condução através de uma
quina longitudinal formada entre o teto e a parede mais longa. Dica: use uma expressão de fator
de forma apropriado.