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
.
Passo 1
Beleza! O enunciado pede para calcular o número de Nusselt para um fluxo de gás sobre uma lâmina de turbina. Vamos usar conceitos de transferência de calor por convecção. Precisamos dos seguintes dados: número de Prandtl (
), viscosidade dinâmica (
), capacidade calorífica específica (
), comprimento de corda (
) e o coeficiente médio de transferência de calor (
).
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar a fórmula do número de Nusselt:
Onde:
-
é o coeficiente de transferência de calor, -
é o comprimento característico, -
é a condutividade térmica do gás.
Passo 3
Como o problema não fornece diretamente a condutividade térmica
, vamos calcular ela usando a relação que envolve o número de Prandtl:
Dessa forma, podemos isolar
:
Passo 4
Agora, vamos substituir os valores na fórmula para encontrar
:
Calculando isso:
Passo 5
Com o valor de
encontrado, vamos voltar à fórmula do número de Nusselt:
Passo 6
Calculando a expressão:
Resposta
O número de Nusselt para a situação descrita é aproximadamente 2604,17.
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.
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estiver soprando sobre o coletor a uma velocidade de
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são
;
e
. (R: 0,36 Btu/(h.ft
))
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e k 0,026
.