Aula 8 - Exercícios de Sala

 1> A condutividade térmica de uma folha de isolante de alumínio extrudado rígido é igual a  0,029 W / m ⋅ K. Para uma determinada aplicação, a diferença de temperaturas medidas entre as superfícies de uma folha com 20 mm de espessura deste material é T1 − T2 = 10 K . Qual é a taxa de transferência de calor através de uma folha de isolante com dimensões 2 m x 2 m?

2> A câmara de um freezer é um espaço cúbico com 2 m de lado. Considere o fundo como sendo perfeitamente isolado. Qual a espessura mínima requerida do isolante térmico à base de espuma de poliestireno (k = 0,030 W / m . K) que deve ser aplicado nas paredes do topo e das laterais do freezer, para garantir que a taxa que entra nele seja inferior a 500 W, quando as suas superfícies interna e externa se encontram a - 10 °C e 35 °C, respectivamente?

3> Uma taxa de calor de 3 kW é conduzida através de um material isolante, utilizado em um forno industrial, com área de seção reta de 10 m2 e espessura de 2,5 cm. Se a temperatura da superfície interna é de 415 °C e a condutividade térmica do material é de 0,02 W / m . K, qual a temperatura da superfície externa? 

Alumínio Extrudado:

Aula 8 - Transferência de Calor - Condução

A transferência do Calor pode ocorrer através da Condução, Convecção e Radiação (ou Irradiação). Abaixo veremos esses processos de transferência:

1> Condução

Taxa de Transferência do Calor

Universo Mecânico - Temperatura - Lei dos Gases

Aula do semestre passado

Aula 7 - Exercícios de Sala (Perda de Carga)

1> A perda de carga representa uma conversão de energia mecânica em energia térmica, ou seja, uma energia potencial, cinética ou de pressão que é perdida ao longo do escoamento, devido ao efeito do atrito. Considere que água escoa com velocidade de 1 m/s através de um conduto circular de diâmetro 0,1 m. Qual o fator de atrito aproximado desse escoamento? O contudo pode ser considerado como liso.

Dados da água: ν =10−6 m2 / s.

2> A perda de carga localizada ocorre em locais ou singularidades em que o escoamento sofre perturbações bruscas. Essa perda de carga é devido aos efeitos de atrito e do gradiente adverso de pressão que ocorre quando o fluido atravessa as singularidades inseridas no sistema.

Qual a perda de carga localizada em uma entrada de borda viva (K = 0,5) cuja velocidade do escoamento é de 4 m/s?

3> Tem-se que o coeficiente de forma é encontrado a partir de quadros, gráficos etc. geralmente construídos a partir de dados experimentais levantados para cada tipo de singularidade. Qual a perda de carga localizada em uma contração brusca de razão 0,25, cuja velocidade do escoamento é de 5m/s?

4> O coeficiente de forma para válvulas parcialmente abertas é calculado a partir de gráficos como o ilustrado na figura a seguir, em que h / D é a fração de abertura da válvula. O gráfico apresentado na figura é utilizado para o cálculo do coeficiente de forma para válvulas parcialmente abertas dos tipos: globo, disco e gaveta. Qual a perda de carga localizada em uma válvula de gaveta, 30% aberta, cuja velocidade do escoamento é de 5 m/s?

Aula 7 - Escoamento - Parte Final e Perda de Carga em um Escoamento Interno

Iniciaremos a aula falando ainda de escoamento em conduto fechado. Falaremos de rugosidade e fator de atrito. Logo depois falares de Perda de Carga.

Perda de Carga: Energia Mecânica => Energia Térmica

Veremos que podemos classificar a perda em dois tipos: Carga Distribuída e Carga Localizada.

Perda de Carga Distribuída:

Falaremos também sobre o diagrama de Moody:

Perda de Carga Localizada:

Construção de Gasoduto

Nesta aula falaremos da prova de duas semanas atrás.

Slides da aula

Aula 7 - Questionário

 Em nossa aula 7, resolveremos a prova dada duas semanas atrás.

Aula 6 - Prova

 Em nossa aula 6 teremos prova. O estudo da prova segue os itens abaixo:

Estudando para Prova

Na próxima semana teremos palestras online. Voltaremos com a aula 7, no dia 26 de abril.

Aula 5 - Questionário

 Após a aula 5 você deve ser capaz de responder as seguintes questões:

1> Diferencie, com suas palavras, potência e rendimento.

2> Como podem ser classificados os condutos, quanto ao escoamento?

3> Determine o raio hidráulico e o diâmetro hidráulico para um triângulo equilátero de lado 3 cm.

Estudando para Prova

 Temas de Estudo para nossa primeira prova:

1> Conceitos Teóricos importantes: Tensão de Cisalhamento, Fluido Ideal, Regimes de Escoamento, Massa Específica e Peso Específico.

2> Aplicação da Equação de Bernoulli.

3> Escoamento - Aplicação da Equação de Equilíbrio em Manômetros.

4> Princípio de Arquimedes.

Glossário - Grandezas e Unidades

  

Aula 5 - Exercícios de Sala

 1>  Água escoa com velocidade de 4 m/s através de um conduto fechado retangular de área de seção transversal de lados a = 10 cm e b = 300 mm. Calcule número de Reynolds para esse escoamento. Dados da água: ν =10−6 m2 /s.

2> Em mecânica dos fluidos, a camada limite é a camada de fluido nas imediações de uma superfície delimitadora, fazendo-se sentir os efeitos difusivos e a dissipação da energia mecânica.

Considere o escoamento de ar sobre uma placa plana. Sabendo que o ar possui uma temperatura de 20 °C e velocidade de 10 m/s, calcule o a distância xcr, em que ocorre a transição do regime laminar para o turbulento, conforme mostra a figura. (Dados do ar: ρ = 1,21 kg /m3  μ=1,81×10−5N⋅s/m2 )

3> A perda de carga representa uma conversão de energia mecânica em energia térmica, ou seja, uma energia potencial, cinética ou de pressão que é perdida ao longo do escoamento, devido ao efeito do atrito. Considere que água escoa com velocidade de 1 m/s através de um conduto circular de diâmetro 0,1 m. Qual o fator de atrito aproximado desse escoamento? O contudo pode ser considerado como liso.

Dados da água: ν =10−6 m2 / s.

Aula 5 - Escoamento Permanente de um Fluido Incompressível em Conduto Fechado

Iniciaremos nossa aula 5 terminando conceitos da aula passada. Potência e Equação Geral. Faremos exercício e logo após passaremos a discutir a aula 5.

Primeiramente classificaremos os Condutos. 

Logo depois passaremos a definir Raio e Diâmetro Hidráulico.

A partir de estabelecido os conceitos de raio e diâmetro falaremos sobre a Camada Limite.

Discutiremos então os conceitos de Rugosidade e Fator de Atrito.

Aplicaremos todos os conceitos discutidos em exercícios.