Uma caixa de transmissão, medindo
de lado, recebe uma entrada de potência de
vinda de um motor. Sendo a eficiência de transmissão
; como o escoamento do ar caracterizado por
e
, determinar a temperatura superficial da caixa de transmissão. (Desconsiderar a radiação, 1hp=746W).
Passo 1
Beleza, vamos lá! Temos uma caixa de transmissão com lados de 0,3 metros que recebe uma potência de entrada de 150 cavalos-vapor (hp) de um motor. A eficiência de transmissão é de 93% (
), e o ar ao redor está a uma temperatura de 300°C com um coeficiente de transferência de calor por convecção de 200 W/(m²·K). Nosso objetivo é descobrir qual é a temperatura superficial dessa caixa de transmissão.
Passo 2
Primeiro, precisamos converter a potência de entrada de cavalos-vapor para watts, já que as unidades do coeficiente de transferência de calor estão em watts. Sabemos que 1 hp = 746 W. Então:
Passo 3
Agora, vamos calcular a potência útil que está realmente sendo convertida em calor na caixa de transmissão, considerando a eficiência de transmissão de 93%. Isso significa que apenas 93% da potência de entrada está sendo utilizada para gerar calor.
Passo 4
A transferência de calor por convecção é dada pela fórmula:
Onde:
-
é a potência de calor transferida (em watts), -
é o coeficiente de transferência de calor por convecção (200 W/(m²·K)), -
é a área superficial da caixa, -
é a diferença de temperatura entre a superfície da caixa e o ar ambiente.
Precisamos encontrar
, então vamos reescrever a fórmula:
Passo 5
Primeiro, calculamos a área superficial da caixa de transmissão. Como é uma caixa com lados de 0,3 metros, e supondo que seja um cubo, a área total é:
Passo 6
Agora, utilizando a fórmula para
:
Isso significa que a temperatura da superfície da caixa está 963°C acima da temperatura ambiente.
Resposta
A temperatura superficial da caixa de transmissão é aproximadamente
.
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. Considere uma pessoa com uma camada de pele/gordura com espessura
e com condutividade térmica efetiva de
. A pessoa tem uma área superficial de
está vestindo roupa de banho. A emissividade da pele é
.
a) Estando a pessoa no ar em repouso a , qual é a temperatura superficial da pele e a taxa de perda de calor para o ambiente? A transferência de calor por conveç̧ão para o ar é caracterizada por um coeficiente de convecção natural
); (R:
).
b) Estando a pessoa imersa na água a , qual é a temperatura superficial da pele e a taxa de perda de calor? A transferência de calor para a água é caracterizada por um coeficiente de convecção
). (R:
).
a) Estando a pessoa no ar em repouso a
b) Estando a pessoa imersa na água a
Nas condições de operação presentes, a pressão parcial do hexano na corrente gasosa é
, e o hexano dissolvido no solvente de absorção é de
. A pressão total do sistema é de 1,5 atm e a temperatura é de
. O coeficiente de transferência de massa filme de líquido,
, é de
s , e o coeficiente de transferência de massa na fase gasosa,
, é de
.
b) Qual é a composição de hexano na interface gás-líquido, em termos de ? Resp.:
e
.
b) Qual é a composição de hexano na interface gás-líquido, em termos de
Se ligarmos uma resistência aquecedora de 20 Ohms em 220 V por 10 min, dentro de um recipiente de 100 l com água a
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