Calcule o número de Grashof e classifique o regime do fluxo em laminar ou turbulento. A superfície externa de uma serpentina de aquecimento, 30 mm de diâmetro, elevando uma temperatura de superfície de
em água a
Passo 1
Primeiro, vamos entender o que o exercício está pedindo. Precisamos calcular o número de Grashof, que é uma medida que relaciona as forças de empuxo térmico com as forças viscosas em um fluido. Esse número nos ajuda a classificar o regime do fluxo como laminar ou turbulento. Para resolver, vamos usar as propriedades da água a
e as dimensões da serpentina fornecidas no enunciado.
Passo 2
A fórmula para calcular o número de Grashof (
) é:
Onde:
-
é a aceleração da gravidade ( ) -
é o coeficiente de expansão térmica volumétrica da água ( ) -
é a diferença de temperatura ( ) -
é o comprimento característico (diâmetro da serpentina ) -
é a viscosidade cinemática da água a ( )
Vamos substituir os valores na fórmula:
Calculando passo a passo:
Passo 3
Agora que calculamos o número de Grashof (
), precisamos classificar o regime do fluxo:
- Laminar:
- Turbulento:
Como
é menor que
, o fluxo é classificado como laminar.
Resposta
O número de Grashof calculado é aproximadamente
, indicando que o fluxo na serpentina é laminar.
Exercícios relacionados
Uma parede plana está exposta a uma temperatura ambiente de
. A parede é coberta por uma camada de isolante de
de espessura cuja condutividade térmica é
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.
Óleo de motor a
escoa ao longo da superfície de uma placa plana de 5 m de comprimento cuja temperatura é mantida a
, com velocidade de 2
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(Ts +
são
Um certo material superisolante de condutividade térmica
é utilizado para isolar um tanque de nitrogênio líquido mantido a
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, estime a quantidade de nitrogênio vaporizada por dia para uma espessura de isolamento de
com a temperatura ambiente mantida a
. Considere que a temperatura da superfície externa do isolamento seja
.
Calcule o número de Nusselts para as seguintes situações: Um fluxo de gás
e
sobre uma lâmina de turbina de comprimento de corda de 20 mm , onde o coeficiente médio de transferência de calor é
.