P2-20111-TC

Esta é uma pré-visualização de arquivo. Entre para ver o arquivo original

NOME: 
No. Matrícula: 
 
CONSULTA LIVRE A LIVROS E CADERNOS PRÓPRIOS 
Provas a Lápis não têm direito à revisão 
 
1ª Questão (3 pontos). Considere um conjunto de três paredes justapostas, 
A, B e C, de espessuras LA, LB e LC. A parede da esquerda, A, construída 
com material isolante, tem sua superfície esquerda totalmente isolada, 
enquanto que a superfície da direita, está em contato com a parede B, feita 
de material bom condutor elétrico e capaz de gerar u"' W/m3 de energia. A 
superfície da direita desta parede está em contato com a superfície 
esquerda da parede C. A temperatura desta interface é TBC, que se deseja 
conhecer. A superfície da direita da parede C está em contato com fluido 
que está na temperatura Tf, conhecida, e tem coeficiente de troca de calor 
por convecção-radiação h, conhecido. Considerando o regime permanente, 
pede-se determinar a temperatura das faces direita e esquerda da parede 
C e a temperatura da interface AB. Ponto extra: qual é a temperatura em 
algum ponto interno da placa A? 
 
Resps: 
''' '''
B B
s f BC C f
''' '''
2B
AB C B f
B
u L u L
T T ;T 1 Bi T ;
h h
u L u
T 1 Bi L T
h 2k
      
     
 
Departamento de Engenharia Mecânica - PUC–Rio 
ENG 1012 - Fenômenos de Transporte 
 
 
 Segunda Prova - 2011.1 
 
 
 
 
 
 
2ª Questão (3 pontos). Considere a figura abaixo que ilustra uma situação 
bidimensional de um componente metálico. O gradiente de temperaturas na 
face A, que está em contato com um ambiente frio, é igual a 50 K/m e a 
face B recebe um fluxo de calor de uma fonte externa (1000 W/m2). Sabe-
se ainda que a extensão da face A é de 2 metros e as extensões das faces B 
e C são iguais a 1 metro. Deseja-se determinar dT/dx e dT/dy na face C, 
sabendo-se, finalmente, que o material da peça tem condutividade térmica 
igual a 25 W/m2.K e a largura (extensão da peça perpendicular ao plano do 
papel) é de 1 metro. Considere o regime permanente, ausência de fontes 
internas e propriedades constantes. Resp. dT/dx = 60 W / m. 
 
 
3ª Questão (4 pontos): Considere um forno de seção transversal quadrada, 
(lado = 1 m) mas muito extenso. As temperaturas de 3 das 4 faces estão 
mostradas na figura abaixo. Sabe-se que, para os devidos fins, a face 1 é 
aquela de maior temperatura. Para os presentes efeitos, as superfícies 
podem ser modeladas como corpos negros. Pede-se: (a) montar o circuito 
elétrico equivalente do problema; (b) determinar os fatores de forma F13 e 
F14; (c) Sabendo-se que q1 = 1411,865 W/m, qual é T1? (d) valor de q3 
(quantidade de energia [W/m] necessária para manter a superfície 3 à 
temperatura constante). Considere o regime permanente. 
 
Resps: 
 
13 24 14
2
1 1
3
2 4
2
F 2 1 F ;F 1
2
Eb 1452,8W / m ;T 400K
q 514,4W / m
q q 448,8W / m
    
 

 