Problema 35 (Prova Petroquímica Suape - Engenheiro de Processamento - 2011):
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Em um trocador tubular, duas correntes trocam calor entre si através de uma parede metálica. Na ausência de resistências de depósito, o circuito térmico correspondente contempla a seguinte sequência de resistências térmicas:
(\mathrm{A}) condução \rightarrow convecção
(B) convecção \rightarrow convecção
(\mathrm{C}) convecção \rightarrow convecção \rightarrow condução
(\mathrm{D}) convecção \rightarrow radiação \rightarrow convecção
(E) convecção \rightarrow condução \rightarrow convecção

Passo 1

O enunciado fala de um trocador tubular onde duas correntes fluem em lados opostos de uma parede metálica. Como não há resistências de depósito (fouling), só temos as resistências térmicas de convecção em cada fluido e a resistência de condução através da parede. O conteúdo da matéria é o circuito térmico em série para mudança de calor condução–convecção.

Passo 2

Vamos identificar cada resistência:
– Do lado da corrente quente, a transferência de calor fluido→parede é por convecção, com resistência \displaystyle R_{\text{conv,hot}}=\frac{1}{h_{\text{hot}}\,A}.
– A troca através da parede metálica é por condução, com resistência \displaystyle R_{\text{cond}}=\frac{L}{k\,A}.
– Do lado da corrente fria, a transferência parede→fluido também é por convecção, com resistência \displaystyle R_{\text{conv,cold}}=\frac{1}{h_{\text{cold}}\,A}.

Passo 3

Organizando o circuito térmico em série, a sequência de resistências é:
convecção (fluido quente) → condução (parede) → convecção (fluido frio).

Passo 4

Comparando com as opções fornecidas, isso corresponde à alternativa
(E) convecção → condução → convecção.

Resposta

(E) convecção → condução → convecção.

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