Questão de Engenharia Química e Química Industrial — Fenômenos de Transporte: Mecânica dos Fluidos, Transferência de Calor e Transferência de Massa — FUNDEP (Gestão de Concursos) 2023
Engenharia Química e Química IndustrialFenômenos de Transporte: Mecânica dos Fluidos, Transferência de Calor e Transferência de Massa
- Código
- qq913395
- Banca
- FUNDEP (Gestão de Concursos)
- Órgão
- UFVJM-MG
- Ano
- 2023
- Nível
- Superior
- Cargo
- Engenheiro Químico
O conceito de raio crítico é fundamental para o projeto adequado de sistema de isolamentos radiais, como no isolamento de cabos de rede elétrica. Ele representa certa espessura de isolante em que a resistência à transferência de calor é minimizada. Uma representação esquemática desse sistema pode ser vista na figura a seguir, em que um cabo de cobre, de raio ri , é recoberto por um isolante, totalizando um raio total de r. A temperatura na interface entre o cabo e o isolante é Ti . Na região externa ao cabo, é passada uma corrente de ar com temperatura T∞ e coeficiente convectivo h.
BERGMAN, Theodore L.; LAVINE, Adrienne S. Incropera: fundamentos de transferência de calor e de massa. 8. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2019 (adaptado).De acordo com o modelo de resistências térmicas em um sistema composto, como o apresentando na figura anterior, a transferência de calor total por metro de cabo é:
em que q’ é a taxa de transferência de calor e R’t é a resistência total de transferência de calor pelo sistema, considerando a resistência por condução no isolante e a resistência por convecção na superfície do isolante. O gráfico representado na figura apresenta exatamente como o valor de R’t varia com a espessura do isolante ( r – ri ).Sobre esse sistema e o comportamento do gráfico, assinale a alternativa correta.
BERGMAN, Theodore L.; LAVINE, Adrienne S. Incropera: fundamentos de transferência de calor e de massa. 8. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2019 (adaptado).De acordo com o modelo de resistências térmicas em um sistema composto, como o apresentando na figura anterior, a transferência de calor total por metro de cabo é:em que q’ é a taxa de transferência de calor e R’t é a resistência total de transferência de calor pelo sistema, considerando a resistência por condução no isolante e a resistência por convecção na superfície do isolante. O gráfico representado na figura apresenta exatamente como o valor de R’t varia com a espessura do isolante ( r – ri ).Sobre esse sistema e o comportamento do gráfico, assinale a alternativa correta.- AO valor mínimo de R’t representa o valor em que haverá menor transferência de calor por meio do sistema, o que pode resultar em superaquecimento do cabo de rede elétrica.
- BA diminuição inicial do parâmetro R’t com o aumento da espessura deve-se à diminuição da resistência de transferência de calor por condução do isolante à medida que o isolante se torna mais espesso.
- CAcima do raio crítico, começa a haver menor resistência de transferência de calor por convecção na superfície do isolante, já que a área de contato entre o isolante e o ar aumenta à medida que a espessura do isolante aumenta.
- DO que afeta o valor de R’t é a variação do coeficiente convectivo de transferência de calor do ar, que é inicialmente diminuído à medida que a espessura do isolante aumenta, e acima do raio crítico passa a aumentar com a espessura do isolante.