Questões de Concurso

Um trocador de calor apresenta taxa de transferência de calor e DTML respectivamente iguais a 576 kW e a 150 ºC. Admita que esse trocador tenha fator de correção igual a 0,8 e coeficiente de transferência de calor global igual a 2.400 W/(m².ºC).
Qual é o valor, em m², da área necessária de transferência de calor?

Um engenheiro de projeto está avaliando o desempenho teórico (ideal) de uma turbina a gás do ciclo de Brayton. A eficiência desse ciclo depende fundamentalmente da razão de pressão do compressor. Esse engenheiro considerou um modelo ideal de ciclo para representar o funcionamento de turbinas a gás, que operam com uma razão de pressão igual a 128. O ar (considerado um gás ideal, com razão entre os calores específicos, a pressão e o volume constantes, de 1,4) entra no compressor a 300 K.
A eficiência térmica desse ciclo é

Um engenheiro projeta a parede plana de um forno industrial com duas camadas X₁ e X₂ de refratários. A camada X₁ tem espessura de 0,05 m e condutividade térmica de 1,0 W/(m.K). A camada X₂ tem espessura de 0,10 m e condutividade térmica de 0,5 W/(m.K). A temperatura da superfície externa da camada X₁ (lado quente) é de 100 °C, e a da superfície externa da camada X₂ (lado frio) é de 20 °C.
A taxa de transferência de calor por unidade de área dessa parede composta, em W/m², é

Um engenheiro está projetando um trocador de calor (casco e tubos) para resfriar óleo de um motor industrial. Para dimensionar a área de troca térmica necessária, ele precisa primeiro calcular o Coeficiente Global de Transferência de Calor (U), que representa a resistência total à transferência de calor. Nesse trocador, o calor passa por duas etapas principais de convecção, sendo a primeira a convecção interna, do fluido interno para a parede do tubo, com coeficiente de 100 W/(m² ·K), e a segunda a convecção externa, da parede do tubo para o óleo externo, com coeficiente de 50 W/(m² ·K).
Desprezando-se a resistência térmica da própria parede do tubo (condução) e qualquer efeito de sujeira (incrustação), o Coeficiente Global de Transferência de Calor (U) do trocador, em W/(m² ·K), é

Um engenheiro de manutenção precisa especificar a capacidade máxima de um chiller (refrigerador industrial) de 5 kW para resfriar o fluido de corte de um centro de usinagem. O chiller deve operar no limite teórico (Ciclo de Carnot) entre a temperatura ambiente (fonte quente) e a temperatura do fluido (fonte fria). Para isso, o engenheiro considerou um ciclo de refrigeração ideal (Ciclo de Carnot) que opera entre uma fonte fria a -23,15 °C e uma fonte quente a 26,85 °C.

Se o refrigerador opera com uma potência de entrada de 5 kW, qual é a taxa máxima de remoção de calor que o equipamento pode fornecer ao ambiente frio, em kW?