Exercícios de Taxa de Transferência de Calor Bidimensional - Lista de Exercícios Resolvida

Um furo de diâmetro é perfurado através do centro de um bloco sólido de seção transversal quadrada com de lado. O furo atravessa o comprimento do bloco, que é de .

O bloco tem condutividade térmica . As superfícies externas estão expostas ao ar ambiente, com e , enquanto óleo quente escoa através do furo podendo ser caracterizado por e .

Determine a taxa de transferência de calor e as temperaturas superficiais correspondentes.

Um iglu é construído na forma de um hemisfério, com raio interno de e paredes de neve compacta com uma espessura de .

No interior do iglu, o coeficiente de transferência de calor nas superfícies é de ; no lado de fora sob condições de ventos normais, ele é de . A condutividade térmica da neve compacta é de .

A temperatura da camada de gelo sobre a qual o iglu se encontra é de e a sua condutividade térmica é a mesma da neve compactada.

Considerando que os corpos ocupantes do iglu forneçam uma fonte contínua de calor de no interior do iglu, calcule a temperatura do ar no seu interior quando a temperatura do ar externo é de . Certifique-se de levar em consideração as perdas de calor pelo chão do iglu.

Um fluido quente escoa através de canais circulares em uma peça de ferro fundido com espessura , que apresenta um contato deficiente com as placas de cobertura , que têm espessura .

Os canais possuem diâmetro e o espaçamento entre as linhas de centro de canais adjacentes é . As condutividades térmicas dos materiais são e , enquanto a resistência de contato entre os dois materiais é de .

O fluido quente está a e o coeficiente de transferência de calor por convecção é de . O fator de forma entre um canal e a superfície superior, e a inferior, da peça é .

Determine a taxa de transferência de calor a partir de um único canal, por unidade de comprimento da peça na direção normal à página, .

Determine a temperatura da superfície externa da placa de cobertura, .

(Adaptado) Um componente eletrônico na forma de um disco com de diâmetro dissipa quanto montado sobre um grande bloco de uma liga de alumínio (2024), cuja temperatura é mantida a .

A configuração de montagem é tal que há uma resistência de contato de na interface entre o componente eletrônico e o bloco.

Calcule a temperatura que o componente atingirá, supondo que toda a potência gerada pelo componente deva ser transferida por condução para o bloco.

Água quente é transportada de uma estação de cogeração de potência para usuário comerciais e industriais através de tubos de aço com diâmetro . Cada tubo encontra-se no centro de um bloco de concreto de seção transversal quadrada .

As superfícies externas do concreto estão expostas ao ar ambiente, no qual e .

Sendo a temperatura de entrada da água escoando através do tubo igual a , qual é a perda de calor por unidade de comprimento do tubo na proximidade da entrada? A temperatura do tubo pode ser considerada para ser igual à da entrada da água.

Se diferença entre as temperaturas de entrada e de saída da água escoando através de um tubo com de comprimento não puder exceder os , estime a vazão mássica mínima permitida . Um valor de pode ser usado para o calor específico da água.