O fluxo de calor na convecção é determinado pela equação
A constante h corresponde ao coeficiente de
Passo 1
Beleza, vamos lá! O exercício apresenta a equação do fluxo de calor por convecção:
A matéria envolvida aqui é transferência de calor por convecção. Para resolver, vamos entender cada parte dessa equação, especialmente a constante
, que é o foco da questão.
Passo 2
Primeiro, vamos decompor a equação:
-
é o fluxo de calor, ou seja, a quantidade de calor transferida por unidade de tempo. -
é o coeficiente de transferência de calor por convecção. -
é a área da superfície através da qual o calor está sendo transferido. -
é a temperatura da superfície. -
é a temperatura do fluido que está em contato com a superfície.
Passo 3
Agora, focando no
. O coeficiente de transferência de calor por convecção (
) mede quão facilmente o calor é transferido entre a superfície e o fluido. Ele depende de vários fatores, como:
- Propriedades do fluido: viscosidade, condutividade térmica, etc.
- Tipo de escoamento: laminar ou turbulento.
- Geometria da superfície: formas e tamanhos que influenciam o fluxo do fluido.
Um
alto significa que o calor é transferido eficientemente, enquanto um
baixo indica transferência menos eficiente.
Resposta
A constante
corresponde ao coeficiente de transferência de calor por convecção.
Exercícios relacionados
Um biorreator equipado com 2 agitadores do tipo turbina de 6 pás planas (Rushton), 4 defletores,
e
opera com meio de cultivo de densidade
e viscosidade
.s para a produção de Single Cell Protein. Durante este cultivo, a taxa de aeração foi mantida em 0,2 vvm (Vazão de gás por Volume de meio por Minuto) com uma vazão de ar de
e
.
Considerando uma ampliação de escala de 50 vezes em relação ao volume do biorreator, qual seriam os novos valores de taxa de aeração e rotação do biorreator maior considerando constância de P/V (apresente como chegar nas relações). Considere vs (velocidade superficial de ar) constante, caso necessário. (Resp.: e
)
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.
Calcule a potência requerida no sistema com aeração ( ). (Resp.:
)
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Uma cepa de Azotobacter vinelandii é cultivada em um fermentador agitado de
para produção de alginato. Nas condições operacionais atuais,
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.
A taxa específica de consumo de oxigênio é . Qual é a concentração celular máxima possível? (Resp.:
)
A taxa específica de consumo de oxigênio é
Exercício 2: Uma placa de madeira
in é exposta ao ar seco. A umidade que está em seu interior se difunde para a superfície, evapora e migra para a corrente de ar. A umidade na superfície da placa permanece constante no valor de 7,5% (base seca) durante a secagem. Após 10 horas, a umidade no centro da placa diminui de 17,6% para 11,1% (base seca). Se o coeficiente convectivo de transferência de massa pode ser considerado suficientemente grande para se despreza a transferência de massa na superfície (
). Dado:
.
Calcule:
a) A umidade no centro da placa se todas as 6 faces forem expostas ao ar de secagem no mesmo período (10horas).
Calcule:
a) A umidade no centro da placa se todas as 6 faces forem expostas ao ar de secagem no mesmo período (10horas).