Calcule o número de Nusselts para as seguintes situações: Um fluxo de gás (Pr=0,71, mu=4,63 times 10^-5 kg / ms e C p=1175 J / kg cdot K) sobre uma lâmina de turbina de comprimento de corda de 20 mm , onde o coeficiente médio de transferência de calor é 1000 W / m^2 K.

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:
Nu = hLk
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 Pr = mu Cpk , vamos calcular ela usando a relação que envolve o número de Prandtl:
k = mu CpPr
Dessa forma, podemos isolar :

Passo 4

Agora, vamos substituir os valores na fórmula para encontrar k = 4,63 times 10^-5 , kg/ms times 1175 , J/kg·K0,71 :
k = 4,63 times 10^-5 times 11750,71 approx 7,68 times 10^-3 , W/m·K
Calculando isso:

Passo 5

Com o valor de Nu = 1000 , W/m^2K times 0,02 , m7,68 times 10^-3 , W/m·K encontrado, vamos voltar à fórmula do número de Nusselt:

Passo 6

Calculando a expressão:
Nu = 207,68 times 10^-3 approx 2604,17

Resposta

O número de Nusselt para a situação descrita é aproximadamente 2604,17.

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