(Adaptada) Um tubo circular, com diâmetro externo de , é colocado em uma corrente de ar a e de pressão. O ar está em escoamento cruzado em relação ao tubo com uma velocidade de , enquanto a superfície externa do tubo é mantida a .
Qual é a taxa de transferência de calor saindo do tubo por unidade de comprimento?
Passo 1
Antes de qualquer coisa, precisamos definir as propriedades do fluido. Pra isso, usaremos como referência a temperatura de filme, dada por:
De acordo com a tabela A.4 do Incropera, temos o seguinte:
Agora podemos seguir em frente.
Passo 2
O próximo passo é calcular o número de Reynolds para que possamos decidir qual correlação usaremos:
Substituindo os valores:
Passo 3
O número de Nusselt médio tem essa cara aqui:
Para o valor do número de Reynolds que encontramos, temos que:
Logo:
Passo 4
O coeficiente convectivo médio será dado por:
Substituindo os valores:
Passo 5
Finalmente, a taxa de transferência de calor por unidade de comprimento será:
Substituindo os valores:
Resposta
