Calcule o número de Prandtl para os seguintes componentes: Água a
;
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! O enunciado pede para calcular o número de Prandtl para a água a
. Estamos lidando com termodinâmica e transferência de calor aqui. Para isso, vamos precisar das propriedades físicas da água nessa temperatura, como a viscosidade dinâmica, a capacidade calorífica específica a pressão constante e a condutividade térmica.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é o número de Prandtl. O número de Prandtl (
) é uma dimensão adimensional que relaciona a difusividade momentum (viscosidade cinemática) com a difusividade térmica. Ele é definido pela fórmula:
Onde:
-
é a capacidade calorífica específica a pressão constante, -
é a viscosidade dinâmica, -
é a condutividade térmica.
Passo 3
Agora, precisamos encontrar os valores das propriedades da água a
:
- Capacidade calorífica específica (
): Aproximadamente - Viscosidade dinâmica (
): Cerca de - Condutividade térmica (
): Aproximadamente
Passo 4
Vamos substituir esses valores na fórmula do número de Prandtl:
Antes de prosseguir, vamos ajustar as unidades para que fiquem consistentes. Sabemos que
e
. Simplificando as unidades:
Resposta
O número de Prandtl para a água a
é aproximadamente 7,00.
Exercícios relacionados
Líquido quente flui a uma velocidade de
através de um tubo metálico com diâmetro interno de 3,5 cm e comprimento de 20 m . A temperatura na entrada do tubo é de
. Os seguintes dados são fornecidos para líquido a
:
Densidade
Calor específico
Viscosidade
Condutividade térmica
Qual o coeficiente de transferência de calor ( ) dentro do tubo?
Densidade
Calor específico
Viscosidade
Condutividade térmica
Qual o coeficiente de transferência de calor (
Água entra em um tubo a
com uma vazão de
. A transferência de calor da parede do tubo para o fluido é dada pela expressão
, em que o coeficiente a é igual a
e
é a distância axial para a entrada do tubo.
Qual é a temperatura de saída da água para uma seção aquecida com 30 m de comprimento?
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Um determinado líquido escoa por uma tubulação com uma vazão de
. Calcule a vazão em massa e em peso sabendo-se que
.
Calcule o número de Prandtl para os seguintes componentes: Água a
;