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ATIVIDADE
3 - FENÔMENOS DE TRANSPORTE - 522023
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QUESTÃO 1
“Todo
fenômeno de transporte acontece devido à existência de uma força motriz e é
mitigado pela presença de uma resistência ao fenômeno. Na mecânica dos fluidos
esta força motriz é uma diferença (ou gradiente) de velocidades, muitas vezes
causada por uma diferença de pressão, e a resistência eram os efeitos viscosos
do escoamento. Por
Você foi contratado como engenheiro responsável pelo setor de utilidades de uma
indústria e deverá aplicar os conceitos de fenômenos de transporte para
desempenhar as suas funções. Ao mapear o processo, você detectou que o vapor
sai da caldeira a 320 °C (T∞,1) e escoa em um tubo de ferro fundido
(k=80 W/m K), cujos diâmetros interno e externo são 5 cm (D1) e 5,5
cm (D2), respectivamente. Por meio da tubulação de ferro fundido, o
vapor é transportado pelos setores da indústria de forma a garantir o perfeito
funcionamento do processo. No entanto, devido ao comprimento da tubulação e
para diminuir a perda de calor e, consequentemente, a condensação do vapor, o
tubo de ferro fundido possui um isolamento de lã de vidro de 3 cm de espessura
(k=0,05 W/m K). Mesmo com o isolamento, parte do vapor chega à superfície, onde
o calor é perdido por convecção natural para o meio que se encontra a 25 °C (T∞,2).
Sabendo que os coeficientes de transferência de calor por convecção no interior
e no exterior do tubo são h1=60 W/m² K e h2=18 W/m² K,
determine:
a) As resistências individuais de transferência de calor do processo por
comprimento de tubo.
b) A resistência total de transferência de calor por comprimento de tubo.
c) A taxa de transferência de calor por unidade de comprimento do tubo.
d) A queda de temperatura na tubulação.
e) A queda de temperatura no isolamento da tubulação.
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