(Adaptado) No processo de secagem de duas superfícies de mesmas dimensões (comprimento e largura ), mas com diferentes rugosidades, o regime de escoamento do ar sobre a superfície (na direção longitudinal) é turbulento.
As temperaturas das superfícies são , e longe dela a temperatura do fluido é . Na superfície 1, o coeficiente de troca de calor é dado por: ; e na superfície 2, , todos os valores em unidades SI. Para as duas situações, determine:
O número de Nusselt médio nas superfícies, .
Determine a taxa de calor total trocado por cada placa .
Passo 1
O número de Nusselt médio nas superfícies, .
Para calcular o número de Nusselt médio nas superfícies, precisamos dos coeficientes convectivos médios, dados por:
Assim, para a superfície 1:
Para a superfície 2:
Passo 2
Os números de Nusselt médio nas superfícies serão:
Onde é a condutividade térmica do ar à temperatura de filme, dada por:
A essa temperatura, de acordo com a tabela A.4 do Incropera, .
Logo:
Passo 3
Determine a taxa de calor total trocado por cada placa .
A taxa de calor será dada por:
Substituindo os valores:
Resposta
;
;