Problema 32 (Prova Petrobras - Engenheiro de Processamento - 2010):

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Em um fomo tubular de uma refinaria, uma corrente de petróleo é aquecida por meio da queima de óleo combustivel. Nesse fomo, os tubos por onde escoa a corrente de petróleo são mantidos em contato com os gases oriundos da combustão a uma temperatura da ordem de 800^{\circ} \mathrm{C}. Analisando-se o circuito térmico entre os gases de combustão e a corrente de petróleo, identifica-se a seguinte sequencia de mecanismos de transferéncia de calor:
(A) corveçăo \rightarrow condução \rightarrow conveçăo.
(\mathrm{B}) radiação \rightarrow condução \rightarrow corrvecção.
(\mathrm{C}) radiação \rightarrow convecção \rightarrow condução.
(\mathrm{D}) radiação e convecção \rightarrow condução \rightarrow convecção.
(E) condução \rightarrow conveçăo e radiação \rightarrow conveção.

Passo 1

O enunciado descreve um forno tubular em que tubos contendo a corrente de petróleo são aquecidos por gases de combustão a cerca de 800^\circ\mathrm{C}. Precisamos identificar, em série, os mecanismos de transferência de calor entre os gases quentes e o fluido interno. O conteúdo envolve convecção, radiação e condução térmica.

Passo 2

Na interface gás–superfície externa do tubo ocorre troca de calor por convecção dos gases quentes sobre a superfície e por radiação emitida pela chama e pelos gases. Portanto, essa etapa é simultaneamente radiação e convecção.

Passo 3

Em seguida, o calor atravessa a espessura do tubo (material sólido) por condução térmica.

Passo 4

Por fim, na face interna do tubo o calor é cedido à corrente de petróleo através de convecção interna.

Resposta

(D) radiação e convecção → condução → convecção.

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