Questões Militares Sobre transferência de calor (condução, convecção e radiação) em engenharia mecânica

Com relação aos equipamentos e sistemas mecânicos, assinale a opção correta .

Os purgadores de vapor são dispositivos automáticos que separam e eliminam o condensado formado nas tubulações de vapor e nos aparelhos de aquecimento, sem deixar escapar o vapor. Sobre o motivo da remoção do condensado, assinale a opção INCORRETA.

Quando se trata de processos que necessitam de arrefecimento, os trocadores de calor são utilizados com frequência na engenharia. Um exemplo são os sistemas de refrigeração, no qual os trocadores de calor são utilizados para o resfriamento do fluido refrigerante, além de serem utilizados para a refrigeração do ar ambiente, deixando o recinto a uma temperatura baixa. Com relação aos trocadores de calor, é correto afirmar que

Observe e analise a figura abaixo de uma parede que possui tijolos refratários com espessura igual a L e condutividade térmica de k.

Considerando o regime estacionário, a taxa de calor perdida através de uma parece com C de comprimento por A de altura é

É importante entender os mecanismos físicos presentes nos diferentes modos da transferência de calor para utilizar as equações das taxas de transferência de calor, de forma a quantificar a energia sendo transferida por unidade de tempo. Associe as duas colunas relacionando os temas com seus respectivos conceitos.

TEMAS

(1) Condução

(2) Convecção

(3) Radiação

CONCEITOS

( ) representa a transferência de energia devido ao movimento molecular aleatório (difusão), ou a transferência de energia através do movimento global (macroscópico) do fluido.

( ) é vista como a transferência de energia de partículas mais energéticas para partículas de menor energia em um meio, devido às interações entre elas.

( ) é a energia emitida por toda a matéria que se encontra a uma temperatura não nula.

A sequência correta dessa classificação é

Em um gerador de vapor de um reator nuclear / min de água entram num tubo de 20mm de diâmetro a pressão de 7MPa e temperatura de 27°C e deixam-no como vapor saturado seco a 6MPa. Determinar a taxa de transferência de calor para a água em kcal/s.

Considere: h_e = 120kJ/kg; h_s= 2784Kj / kg; v_e = 0,001m³/ kg . v_s= 0,03244m³ / kg π = 3,14. Aplicar a 1ª Lei da Termodinâmica. - 1 cal = 4,18 J.

Assinale a alternativa correta para em kcal/s.

Uma parede de um forno é constituída de duas camadas: 0,20m de tijolo refratário (k = 1,2kcal/h . m . °C) e espessura “L₂” m de tijolo isolante (k = 0,15 kcal/h . m . °C). A temperatura da superfície interna do refratário é 1680°C, sendo que a taxa do calor perdido por unidade de tempo e por m² de parede e temperatura da superfície externa do isolante é 180°C. Desprezando a resistência térmica das juntas de argamassa, calcule:

• a espessura “L₂” em metros do tijolo isolante (k = 0,15 kcal/h . m . °C); e

• a temperatura da interface refratário/isolante.

Considere fluxo de calor unidimensional e em regime permanente.

Marque a alternativa em que a espessura “L₂” e a temperatura “T₂” na interface das paredes estão corretas.

Leia o texto abaixo .

Nessa transformação, o gás não troca calor com o meio externo, seja porque ele está termicamente isolado, seja porque o processo ocorre suficientemente rápido, de forma que o calor trocado pode ser considerado desprezível, ou seja, dQ = 0.

O texto acima faz referência a que processo? 

Uma parede de tijolos, com 20 cm de espessura (k=0,7 W/mK), está exposta a um vento frio com temperatura de 15°C, através de um coeficiente de transferência de calor por convecção de 45 W/m²K. Do outro lado da parede, existe ar parado a uma temperatura de 26°C, com um coeficiente de transferência de calor por convecção natural de 10W/m²K. Calcule a taxa de transferência de calor por área, isto é, o fluxo de calor, utilizando o critério de arredondamento por 2 casas decimais, e assinale a opção correta.

Como é definido o processo de transferência de calor no qual o movimento da substância como um todo (o escoamento) desloca matéria, que apresenta um certo nível energético, sobre uma superfície que apresenta uma temperatura diferente da do meio que escoa?

Uma placa de 1,0 m x 0,75 m é usada para aquecer ar. O ar, inicialmente a 20ºC e 1atm, escoa sobre a placa e deve receber 3000W de calor. O coeficiente de transferência de calor por convecção é 75w/m² ºC. Considerando apenas a troca de calor por convecção, a temperatura na qual a placa deve ser mantida é

Duas barras de materiais distintos e diâmetros diferentes estão alinhadas concentricamente e isoladas do meio externo, de modo que ocorre apenas condução térmica através delas. A extremidade mais quente está a 400°C e a mais fria, a 100°C. Uma barra tem o dobro do comprimento da outra, e a área de sua secção transversal é o dobro da área da outra barra. A condutividade térmica da barra mais fina é o dobro da condutividade da barra mais longa. A temperatura na junção das duas barras é

Com relação à rugosidade superficial de duas superfícies em contato, pode-se afirmar que

A figura acima representa uma parede plana simples que separa dois ambientes. Considerando a transferência de calor em regime permanente, calcule a espessura da parede, em metros, e assinale a opção correta. 

Dados:

Temperatura do ambiente interno: T_i = 0°C; Temperatura na parede pelo lado do ambiente interno: T₁ = 2°C; Coeficiente de transferência de calor por convecção do ambiente interno: h_i = 40 W/m² K;

Coeficiente de transferência de calor por convecção do ambiente externo: h₀ = 20 W/m2K;

Temperatura do ambiente externo: T₀ = 2 0°C; e

Coeficiente de transferência de calor por condução da parede: k = 0,4 W/mK. 

Testes experimentais efetuados em parte de uma lâmina de turbina de 54 mm indicam um fluxo térmico na lâmina de q” = 83 kW/m² . Para manter uma temperatura superficial em regime estacionário de 853°C, o calor transferido para a lâmina é removido por uma substância refrigerante que circula no interior da lâmina. Determine o fluxo térmico na superfície da lâmina, caso a sua temperatura superficial fosse reduzida para 710°C através do aumento da vazão do refrigerante. (Considere: T_∞(ar) = 1000°C; Var = 165 m/s; condições de regime permanente e propriedades do ar constantes.) O valor do fluxo térmico na superfície da lâmina será de

Desprezando a troca de calor pelo piso e pelo teto, que estão bem isolados, o calor a ser extraído da sala pelo condicionador de ar (em HP) será de :

(Considere: 1 HP = 641,2 kcal/h.)

Analise a figura a seguir.

Dados: temperatura do fluido no ambiente interno: 14°C; temperatura do fluido no ambiente externo: 40°C; coeficiente de transmissão de calor por convecção para o ambiente interno: 5kCal/hm²°C; coeficiente de transmissão de calor por convecção para o ambiente externo: 10kCal/hm²°C; coeficiente de transmissão de calor por condução da antepara: 0,1kCal/hm°C; espessura da antepara: 10cm.

Considere uma antepara plana simples, separando dois ambientes conforme o desenho acima. Assinale a opção que apresenta os valores das temperaturas nas faces da antepara na condição de transferência de calor em regime permanente.

Em relação à transferência de calor e massa, coloque V (verdadeiro) ou F (falso) nas afirmativas abaixo, e assinale a opção que apresenta a sequência correta.

( ) O acréscimo de isolamento térmico sempre reduz o fluxo de calor.

( ) O modo de transmissão de calor por radiação ocorre sem um meio interveniente.

( ) Em um trocador do tipo correntes paralelas, a área superficial é maior do que para um trocador do tipo correntes opostas, para uma mesma quantidade de calor trocada por unidade de tempo.

( ) No processo (modo) de transmissão de calor por radiação, a emissão de calor sempre se dá do corpo mais quente para o corpo mais frio.

Em relação aos grupos adimensionais utilizados em transmissão de calor, é INCORRETO afirmar que o número de

Os trocadores de calor são classificados, normalmente, em função da configuração do escoamento e do tipo de construção. Marque a alternativa correta.