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Enunciado

FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Incropera - Fundamentos de Transferência de Calor e Massa- Ed: 7º - Capítulo 7.Problemas - Ex. 129

129. Em um processo de secagem de papel, o papel se move sobre uma esteira transportadora a 0,2 m/s, enquanto ar seco oriundo de uma série de jatos circulares (Figura 7.18b) colide em direção normal à sua superfície. O diâmetro dos bocais e o passo são D = 20 mm e S = 100 mm,

respectivamente, e a separação entre os bocais e o papel é de H = 200 mm. O ar sai do bocal a uma velocidade e uma temperatura de 20 m/s e 300 K, enquanto o papel úmido é mantido a 300 K. Em kg/(s · m2), qual é a taxa de secagem média do papel?

Passo 1

Obtenha as propriedades do ar na Tabela A-4 "Propriedades termo-físicas do ar à pressão atmosférica" ​​em  T = 300 K .

v = 15,89 × 10 - 6   m 2 / s

Obtenha as propriedades do vapor de ar saturado da água na Tabela A-6 "Propriedades termo-físicas da água à pressão atmosférica" ​​em  T = 300 K

ρ A , s a t = 0,0256   k g / m 3

Obtenha as propriedades do vapor de água-ar na Tabela A-8 "Coeficientes de difusão binária em uma atmosfera" em  T = 300 K .

D A B = 0,26 × 10 - 4   m 2 / s

S c = 0,611

Calcule o número de Reynolds dado por:

R e D = V D v

= 20 × 0,02 15,89 × 10 - 6

= 2,51 × 10 4

Calcule a taxa média de secagem do papel.

N A = h m ρ A , s a t     ( 1 )

Calcule o valor de  h m .

h m = D A B D 0,5 K × G R e 2 3 S c 0,42       ( 2 )

Calcule o valor de K .

K = 1 + H D 0,66 A r 1 2 6 - 0,05     ( 3 )

Substituindo os valores em (3) chegamos que:

K = 0,7225

Calcular a função de bocal individual L .

G = 2 A r 1 / 2 1 - 2,2 A r 1 2 1 + 0,2 H D - 6 A r 1 2  

G = 0,189

Substituindo todos os valores na equação (2), temos que:

h m = 0,062 m s

Então,

N A = h m ρ A , s a t

= 0,062 m s 0,0256 k g m 3

= 1,58 × 10 - 3   k g s . m 2

Portanto, a taxa média de secagem do papel é  1,58 × 10 - 3   k g s . m 2

Resposta

N A = 1,58 × 10 - 3   k g s . m 2

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