A água que entra a
é aquecida a
no tubo de
DI a uma taxa de massa de
. A parte externa do tubo é coberta com um isolante e um elemento de aquecimento elétrico produz um calor uniforme fluxo de
sobre a superficie. Negligenciar qualquer efeito de entrada, determine; O coeficiente de transferência de calor;
Passo 1
Beleza, vamos lá! Temos um problema de transferência de calor onde a água está sendo aquecida dentro de um tubo. Para resolver isso, vamos precisar usar conceitos de transferência de calor por condução e convecção. O que precisamos encontrar é o coeficiente de transferência de calor (h). Então, vamos dividir isso em etapas simples para facilitar o entendimento.
Passo 2
Primeiro, vamos entender os dados que temos:
- Temperatura de entrada da água (T₁): 10 °C
- Temperatura de saída da água (T₂): 40 °C
- Diâmetro interno do tubo (Di): 0,02 m
- Taxa de massa (ṁ): 0,01 kg/s
- Fluxo de calor uniforme (q’’): 15000 W/m²
Queremos encontrar o coeficiente de transferência de calor (h).
Passo 3
Vamos começar calculando a quantidade total de calor transferido para a água. Usamos a fórmula da transferência de calor por convecção:
Onde:
-
é a taxa de transferência de calor (W) -
é a taxa de massa (kg/s) -
é a capacidade calorífica específica da água (~4186 J/kg·°C) -
é a variação de temperatura (°C)
Primeiro, calculamos
:
Agora, calculamos
:
Passo 4
Sabemos que o fluxo de calor fornecido pelo elemento de aquecimento é dado por:
Onde:
-
é o fluxo de calor por unidade de área (W/m²) -
é a área de transferência de calor (m²)
Queremos encontrar o coeficiente de transferência de calor
, que está relacionado pela fórmula da convecção:
Rearranjando para
:
Passo 5
Agora, substituímos os valores que temos:
Resposta
O coeficiente de transferência de calor
é 500 W/m²·°C.
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A água que entra a
é aquecida a
no tubo de
DI a uma taxa de massa de
. A parte externa do tubo é coberta com um isolante e um elemento de aquecimento elétrico produz um calor uniforme fluxo de
sobre a superficie. Negligenciar qualquer efeito de entrada, determine;
Partindo da entalpia de formação do vapor de
, a
e 1 bar
Calcular a entalpia de formação a
e 1 bar. São dados as seguintes capacidades caloríficas:
Dados os seguintes valores
Determine
para
Dos seguintes dados a
:
(grafita)
(grafita)
C (grafita)
calcule a entalpia padrão de formação do e do
.
C (grafita)
calcule a entalpia padrão de formação do