Questões de Engenharia Mecânica - Transferência de Calor (Condução, Convecção e Radiação) para Concurso

Vapor se expande em uma turbina que opera a 10 bar e 900 K (diagrama de Mollier h_e = 1.260 kJ/kg) saindo da mesma a 1 bar e 500 K (diagrama de Mollier h_s = 760 kJ/kg). A velocidade na entrada é pequena, comparada com a velocidade na saída, cujo valor é 100 m/s. A turbina opera em regime permanente e desenvolve uma potência de 2.970 kW. A transferência de calor entre a turbina e sua vizinhança, juntamente com os efeitos da energia potencial é desprezível. Nessas condições a área de escoamento do vapor na saída da turbina, em m², é:

Dado:
A densidade do vapor vale 0,627 kg/m³

As ciências térmicas fazem uso dos modelos laboratoriais para realização de projetos de engenharia. Com o levantamento de dados adimensionais coletados nesses ensaios, é possível obter uma boa expectativa do comportamento do sistema a ser projetado e, assim, fazer o dimensionamento adequado.
A coluna da esquerda apresenta os números adimensionais aplicados em processos de transferência de calor e de escoamento de fluidos e a da direita, sua característica ou aplicação em virtude do fenômeno físico. Numere a coluna da direita de acordo com a da esquerda.

1- Número de Prandtl
2- Coeficiente de resistência de Darcy-Weisbach
3- Número de Biot
4- Número de Rayleigh
( ) Oferece o regime de escoamento da convecção natural, pois representa a relação entre as forças de campo de empuxo com as forças viscosas.
( ) Faz uma relação entre a transferência de calor por condução do corpo imerso em um fluido e a transferência de calor convectiva na superfície desse corpo.
( ) É a razão da taxa de difusão viscosa pela taxa de difusão térmica.
( ) Parâmetro aplicado para determinação de perda de carga e depende do número de Reynolds e da rugosidade relativa.

Marque a sequência correta.

Sabe-se que o número de Nusselt para transferência de calor laminar em um tubo circular é 48/11.
Para um tubo com raio de 5 cm e um fluido com condutividade térmica de 0,5 W m^-1 K^-1 , o coeficiente de transferência de calor convectiva entre o fluido e o tubo, em W m^-2 K^-1 , é 

Um refrigerador doméstico com coeficiente de desempenho igual a 1,5 consome, em seu acionamento, 100 W, transferindo calor para o ambiente.

Qual a taxa de transferência de calor, em W, transferida para o ambiente? 

No estudo da Convecção, é usual aplicar a Análise Dimensional, de modo que um experimento eficiente seja bem realizado para o modelo e que os seus resultados possam ser úteis para o protótipo. Após a sequência de passos, a situação mais geral envolve a seguinte expressão:

Nu = f (Re, Gr, Pr)

Nessa relação, Nu é o número de Nusselt, Re é o número de Reynolds, Gr é o número de Grashof, e Pr é o número de Prandtl. Considere dois experimentos, M (modelo) e P (protótipo). 

Para se obter o número de Nusselt (Nu) para o protótipo, a partir do mesmo número para o modelo, conclui-se que