TERMODINÂMICA E TRANSFERÊNCIA DE CALOR

TERMODINÂMICA E TRANSFERÊNCIA DE CALOR PARA ENGENHARIA AGRÍCOLA
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TERMODINÂMICA E TRANSFERÊNCIA DE CALOR
Profa Maria Laura G.S. da Luz
EXERCÍCIOS DA UNIDADE X
Proposto em 13/10/2014
1. O número de Reynolds é um parâmetro muito importante tanto para a Mecânica dos
Fluidos como para a Transferência de Calor. Determine seu valor para água a 60oC,
escoando a 0,5 m/s através de uma tubulação de 3 in. de diâmetro. E se for ar? Como
você classifica o regime de escoamento baseado nestes valores encontrados? Respostas:
a) Re = 7,92 x 104; b) Re = 2,02 x 103
2. Prove que a unidade de viscosidade  que é Pa.s é equivalente a kg/m.s.
3. Um tubo vertical de 1,5 m de altura e 2” de diâmetro é mantida na temperatura constante
de 100oC e o ar em torno do tubo está a 55oC. Quanto calor é perdido pela parede do tubo,
durante 1 h, considerando-se que a convecção é natural? Resposta: Q = 52,6 kcal
4. Vapor superaquecido de água é forçado a fluir por uma tubulação para ser resfriado.
Determinar a transmissão de calor, sabendo-se que as condições existentes são de equilíbrio,
o número de Reynolds crítico é Re = 5 x 105, ou seja, é o valor mínimo para o regime ser
turbulento, e que os efeitos da radiação são desprezíveis. Sabe-se que a variação de
temperatura entre o vapor e a tubulação é constante e igual a 55 oC, a velocidade de
escoamento é de 5 m/s, o diâmetro da tubulação é 0,3 m, o comprimento é 310 m, a
viscosidade cinemática é de 7,78 x 10-3 m2/h,  = 120 kg/m3, k = 7,7 kcal/mhoC e Pr = 5,0.
Resposta: Q = 274.832,96 kcal/h
5. Água a 87,8oC escoa no interior de uma tubulação de 1” de diâmetro interno, a uma
velocidade de 1 m/s, cuja parede da mesma é mais fria. Determinar a resistência térmica em
10 m de comprimento de tubo. Resposta: Rt = 2,32 x 10-4 oC.h/kcal
6. Calcular o coeficiente de película entre o ar e uma serpentina de tubos lisos. Dados:
escoamento perpendicular aos tubos; tubos em posição retilínea, dispostos em 4 fileiras de
tubos; diâmetro externo dos tubos 1”; distância entre tubos: la = 2”, ln = 2”; velocidade
aparente do ar = 3 m/s; temperatura média do ar = 40oC; temperatura da serpentina = 80oC;
pressão do ar = 1 atm. Resposta: c = 9.547,36 kcal/hoC
7. Calcular a superfície necessária e o comprimento da tubulação para aquecer 2.000 litros/h
de água de 5oC para 70oC por meio de um feixe de tubos de 1” de diâmetro interno, sendo a
temperatura da parede do tubo de 200oC. Respostas: A = 0,1163 m2; L = 1,454 m
OBSERVAÇÃO: Interpolar valores de tabelas sempre que necessário.
Maria Laura Gomes Silva da Luz