Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Incropera - Fundamentos de Transferência de Calor e Massa- Ed: 7º - Capítulo 7.Problemas - Ex. 128
128. Seja o sistema de transporte de placas do Problema 7.24, mas agora sob condições nas quais as placas estão sendo transportadas saindo de um banho líquido usado para limpeza da superfície. A temperatura inicial da placa é de Ti = 40°C e suas superfícies estão cobertas por um fino filme de líquido. Sendo a velocidade do ar e a temperatura iguais a u∞ = 1 m/s e T∞ = 20°C, respectivamente, qual é a taxa de transferência de calor inicial saindo da placa? Qual é a taxa correspondente de mudança de temperatura da placa? O calor latente de vaporização do solvente, o coeficiente de difusão associado ao transporte de seu vapor no ar e a massa específica de seu vapor saturado a 40°C são hfg = 900 kJ/kg, DAB = 10−5 m2/s e ρA,sat = 0,75 kg/m3, respectivamente. A velocidade da corrente transportadora pode ser desprezada em relação à velocidade do ar.
Passo 1
Neste caso devemos calcular o número de Reynolds dado por:
Desde o número de Reynolds , o fluxo é laminar.
Calcule o número de Nusselt para o fluxo.
Calcule o coeficiente de transferência de calor por convecção dado por:
Agora calcula-se o número de Schmidt a partir da seguinte relação:
Como número Schmidt , calcule o número Sherwood a partir da seguinte relação:
Calcule o coeficiente de transferência de calor por convecção a partir de:
A taxa inicial de transferência de calor das placas é devida à convecção e à evaporação.
Portanto, a taxa inicial de transferência de calor da placa é de .
Passo 2
Calcule a taxa de variação da temperatura da placa a partir da seguinte expressão:
Portanto, a taxa de variação da temperatura da chapa é de .