ATIVIDADE 4 - FENÔMENOS DE TRANSPORTE - 52/2023

“Para que haja troca térmica, é necessário ter diferença de temperatura entre os dois fluidos. Assim, um equipamento de troca térmica envolve um fluido quente (aquele que fornece calor) e um fluido frio (aquele que recebe calor). Apesar de parecer óbvio, isto tem implicações significantes no desempenho energético de um processo, pois o calor pode ser recuperado”.
 

Fonte: YOSHI, H.; ORGEDA, R. Fenômenos de Transporte. Maringá: UniCesumar, 2020. p. 298.

Você, como engenheiro(a) de uma indústria, deparou-se com a seguinte situação: o processo pelo qual você é responsável gera duas correntes, denominadas A e B. A corrente A precisa ser resfriada, e a corrente B precisa ser aquecida.

A respeito da situação apresentada, analise as afirmativas a seguir:

I. Pode-se realizar uma integração energética no processo, de modo que a corrente A seja o fluido quente e, portanto, retirará calor da corrente B, que seria o fluido frio.
II. No caso das correntes A e B serem utilizadas em um trocador de calor para trocar energia entre si, o arranjo contracorrente seria a melhor opção, uma vez que a força motriz do processo de troca térmica apresentaria a menor variação ao longo do trocador.
III. A troca térmica poderia ser realizada em um trocador de calor e, ao invés de se utilizar um vapor de aquecimento ou água de resfriamento, as correntes A e B poderiam ser utilizados, gerando uma economia no processo.
IV. Se o fluido B for aquecido até evaporar, o trocador de calor pode ser chamado de evaporador e a troca térmica ocorrida no trocador de calor dependerá somente do calor latente, já que o calor sensível não estará envolvido no processo.
V. Em um trocador de calor, a transferência de calor ocorre por meio da condução nos fluidos em escoamento e na convecção na parede do trocador.

É correto o que se afirma em:

Os copos térmicos têm com função manter a bebida gelada ou quente por longos períodos, podendo chegar a três ou quatro horas. Os copos térmicos são, majoritariamente, compostos de uma parede dupla de aço inox isolados a vácuo.

A respeito dos mecanismos de transferência de calor, analise as afirmativas a seguir:

I. O aço inox poderia ser substituído pelo alumínio sem gerar grandes alterações na transferência de calor por condução nas paredes.
II. Se, no lugar do vácuo, fosse utilizado ar, a transferência de calor aumentaria, e a bebida esfriaria mais rápido.
III. Ao utilizar vácuo entre as paredes do copo, a transferência de calor diminui e, no vácuo, tem-se a transferência de calor por condução e radiação.
IV. Se, no lugar do vácuo, fosse utilizado um material isolante, ao invés da transferência de calor por radiação, o mecanismo de transferência de calor por condução predominaria.

É correto o que se afirma em:

"O isolamento de fios, tubulações e equipamentos é só um dos muitos problemas de engenharia relacionados à transferência de calor. Com isso, geralmente estaremos preocupados com dois aspectos: qual a troca de calor de um sistema operando a uma dada diferença de temperatura e quais as dimensões do sistema para que uma troca de calor especificada os mantenha nas condições de temperatura desejadas”.
 

Fonte: YOSHI, H.; ORGEDA, R. Fenômenos de Transporte. Maringá: UniCesumar, 2020. p. 260.

 
A respeito dos processos de transferência de calor, considere a seguinte afirmação: “quanto mais espesso o isolamento, menor será a taxa de transferência de calor.”

A respeito da afirmação anterior, analise as afirmativas a seguir:

I. A afirmativa sempre é verdadeira, uma vez que deve existir uma espessura de isolamento que minimize a perda de calor pela maximização da resistência total à transferência de calor.
II. A afirmativa é falsa quando se adiciona isolamento em cilindros ou esferas, uma vez que, em sistemas radiais, o isolante adicional aumenta a resistência de condução da camada de isolamento e diminui a resistência de convecção para a superfície.
III. A afirmativa nem sempre é verdadeira, pois, em alguns casos, a transferência de calor pode aumentar ou diminuir, dependendo da resistência dominante.
IV. A afirmativa é verdadeira somente nos casos em que a área de transferência de calor for constante e, nesse caso, ao adicionar isolamento, a resistência térmica de condução na parede aumenta sem aumentar a resistência de convecção.

É correto o que se afirma em: