Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Çengel - Transferência de Calor- Ed: 4º - Capítulo 8.Problemas - Ex. 119
Ar entra em um duto debaixo d’água de 16 cm de diâmetro e 19 m de comprimento a 50°C e 1 atm com velocidade média de 7 m/s sendo resfriado pela água externa . Se o coeficiente médio de transferência de calor é de e a temperatura do tubo é aproximadamente igual a da água de 5°C, a temperatura de saída do ar é:
Passo 1
Beleza galera!
Antes de qualquer coisa, uma informação importante, neste exercício a velocidade média é dada por 0,7 m/s, no entanto, usando este valor não conseguimos chegar a nenhuma das opções acima!
Procurando em algumas outras edições do livro, a mesma questão apresentava o valor de 7 m/s, para conseguirmos achar uma resposta usarei este valor ! Mas nada impede de vocês brincarem um pouquinho aqui e testarem com as duas, ok?
Quando a temperatura da superfície é mantida constante, , a temperatura da do ar na saída é dada por:
As únicas coisas que sabemos aqui são:
Mas ainda precisamos de dois dados, não é?
Vamos começar achando a área porque vocês já sabem como calcular a área da superfície para um tubo cilíndrico, não é?
Sabendo que:
E substituindo:
Passo 2
Belezaa! Agora só falta a vazão mássica:
A área da seção circular do duto é conhecida:
Temos que:
Ainda não temos a densidade, mas podemos usar uma relação bem conhecida:
Usando a temperatura da entrada:
Então:
Colocando na vazão mássica:
Passo 3
Substituindo nossos dados na fórmula do Passo 1:
Ou melhor:
E achamos que a nossa resposta é a Letra (b) !!
Gostaram??