Questões de Concurso
Sobre transferência de calor (condução, convecção e radiação) em engenharia mecânica
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Muitos problemas de transferência de calor são resolvidos utilizando-se uma analogia entre os conceitos de resistência térmica (R) e de resistência elétrica (Re), conforme ilustrado na Figura abaixo.
Considere a condução unidimensional de calor, em regime permanente, através de uma parede plana de espessura L, área A e condutividade térmica k.
Nessas condições, a resistência térmica da parede contra
a condução de calor, ou simplesmente a resistência de
condução da parede (R), é dada por
A taxa de transferência de calor por convecção é proporcional à diferença de temperatura e é expressa pela lei de Newton do resfriamento, onde h é o coeficiente de transferência de calor por convecção. Considere três valores típicos de h para as seguintes situações:
h₁ → convecção natural de gases;
h₂ → convecção forçada de gases;
h₃ → condensação de gases.
Nessas condições, tem-se que:
A carga térmica máxima simultânea do conjunto de zonas atendidas por uma unidade de tratamento de ar deve ser considerada como a soma da carga máxima instantânea das zonas individualmente.
Para o cálculo da carga térmica interna dos recintos, devem ser considerados, entre outros parâmetros, a orientação solar das fachadas, a cor da superfície externa, o material e a capacidade térmica da envoltória externa e a sombra projetada por anteparos e por edifícios vizinhos.
Em caso de incêndio, todo equipamento que promova a movimentação de ar deve se manter ativado, para maior segurança e conforto dos ocupantes em rota de fuga.
I. Ocuparia uma área para sua instalação menor do que aquela que se encontra em operação.
II. Trabalharia com uma perda de carga menor do que a atual.
III. O atual sistema de gaxetas empregadas no trocador por placas é compatível com o óleo hidráulico.
IV. Não foi detectado problema de estanqueidade entre as placas do trocador por placas.
V. As bitolas de conexão de entrada e saída dos fluídos do trocador por placas são perfeitamente compatíveis com as conexões do atual trocador utilizado.
VI. O material das placas de troca térmica é perfeitamente compatível com os fluídos em questão.
A partir das informações disponibilizadas:
Cada elemento j, que constitui a parede tem condutividade térmica Kj e área de troca térmica Aj . As camadas têm espessura a, b e c, respectivamente, conforme ilustrado. A potência térmica trocada entre os meios externos pode ser calculada por:
Q = U.A (Ti - To ) = U.A5 (Ti - To )
onde U é o coeficiente global de troca térmica dado por:
Considerando que os fenômenos de transferência de calor e de massa relacionam-se à velocidade de transferência de energia térmica, julgue o item subsequente.
Transferências de calor por condução e por convecção
acontecem de maneira semelhante, uma vez que elas requerem
a presença de um meio material, contudo essa movimentação
por convecção apenas ocorrerá se houver movimento dos
fluidos envolvidos.
Considerando que os fenômenos de transferência de calor e de massa relacionam-se à velocidade de transferência de energia térmica, julgue o item subsequente.
A troca de calor por radiação entre duas superfícies depende da orientação de uma superfície com relação à outra. Essa dependência, conhecida como fator de forma, é nula para superfícies planas ou convexas, mas diferente de zero para superfícies côncavas.
Considerando que os fenômenos de transferência de calor e de massa relacionam-se à velocidade de transferência de energia térmica, julgue o item subsequente.
A determinação numérica da distribuição bidimensional de temperaturas exige a obtenção de uma equação para cada ponto nodal com temperatura desconhecida.
Considerando que os fenômenos de transferência de calor e de massa relacionam-se à velocidade de transferência de energia térmica, julgue o item subsequente.
Durante a condução de calor unidimensional em regime permanente através de uma parede plana ideal, o gradiente de temperatura e o calor transmitido por unidade de tempo variam com o tempo.
Considerando que os fenômenos de transferência de calor e de massa relacionam-se à velocidade de transferência de energia térmica, julgue o item subsequente.
Os sistemas trocadores evaporativos permitem contato direto
entre líquido e gás, o que gera elevadas taxas de transferência
de calor por unidade de volume.
As condutividades térmicas dos materiais são constantes e conhecidas, assim como as espessuras. A altura H da parede é muito maior dos que as espessuras
. As faces externas, à esquerda e à direita, encontram-se na temperatura 
, respectivamente. O valor do fluxo de calor (w/m² ) é então calculado pela expressão:
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