Estime o coeficiente de transferência de calor para escoamento completamente desenvolvido de: Ar escoando em tubo de 1 mm de diâmetro interno a
,
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Passo 1
Beleza, vamos lá! Você quer estimar o coeficiente de transferência de calor para um escoamento totalmente desenvolvido de ar dentro de um tubo. Isso envolve conceitos de transferência de calor por convecção e escoamento em tubos. Para resolver isso, vamos precisar usar a fórmula do coeficiente de transferência de calor que envolve o número de Nusselt, a condutividade térmica do ar e o diâmetro do tubo.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que o coeficiente de transferência de calor
pode ser calculado pela fórmula:
Onde:
-
é o número de Nusselt, -
é a condutividade térmica do ar, -
é o diâmetro interno do tubo.
Passo 3
Agora, precisamos determinar o número de Nusselt (Nu) para um escoamento totalmente desenvolvido. Para escoamentos laminares totalmente desenvolvidos em tubos circulares com temperatura de parede constante, o número de Nusselt é conhecido e vale aproximadamente:
Passo 4
Em seguida, vamos identificar a condutividade térmica (
) do ar. A 20°C, o valor aproximado de
para o ar é:
Passo 5
O diâmetro interno do tubo (
) é de 1 mm, que precisamos converter para metros:
Passo 6
Agora, substituímos os valores na fórmula do coeficiente de transferência de calor:
Passo 7
Fazendo as contas:
Resposta
O coeficiente de transferência de calor é aproximadamente
.
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