Responde Aí
Acesse com GoogleAcesse com AppleAcesse com Facebook

Enunciado

FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Incropera - Fundamentos de Transferência de Calor e Massa- Ed: 7º - Capítulo 7.Problemas - Ex. 136

136. Aproxime o formato do corpo humano por um cilindro vertical descoberto com 0,3 m de diâmetro e 1,75 m de comprimento, com uma temperatura superficial de 30°C.

(a) Calcule a perda de calor em um vento com 10 m/s a 20°C.

(b) Qual é a perda de calor se a pele estiver coberta por uma fina camada de água a 30°C e a umidade relativa do ar for de 60%?

Passo 1

Letra (a)

Calcule a perda de calor em um vento de 10 m / s em  20 ° C .

Calcule o número de Reynolds.

R e D = V D v

= 10 × 0,3 15,27 × 10 - 6

= 1,96 × 10 5

Obtenha as propriedades da tabela 7.4 "Constantes para o cilindro circular em fluxo cruzado" em R e D = 14720  

C = 0,2 6

m = 0,6

Desde , Pr

n = 0,37

Calcule o número de Nusselt.

N u - D = C R e D m P r a n d n P r P r a n d s   0,25

N u - D = 0,26 1,96 × 10 5 0,6 0,71 0,37 0,71 0,71   0,25

= 343

Calcular o coeficiente de transferência de calor.

h - D = N u - D × k D

= 343 × 25,7 × 10 - 3 W m K 0,3 m

= 29,38   W m 2 K

Calcule a taxa de perda de calor.

q = h - D π D L T s - T ∞

q = 29,38 W m 2 K π × 0,3 m × 1,75 m 303 - 293 K

= 484,57   W

Portanto, a perda de calor em um vento de 10 m / s em  20 ° C   é  484,57   W .

Passo 2

Letra (b)

Calcule a perda de calor se a pele estiver coberta com uma camada fina.

q = h - D π D L T s - T ∞ + n A h f g     ( 1 )

Calcule a taxa de evaporação.

n A = h - m π D L ρ A , s a t T s - ρ A , ∞   ( 2 )

ρ A , ∞ = ϕ × ρ A , s a t T ∞

ρ A , ∞ = 0,6 × 0,017 k g m 3

= 0,0102 k g m 3

Calcule o número de Schmidt.

S c = v D A B

= 15,27 × 10 - 6 m 2 s 0,26 × 10 - 4 m 2 s

= 0,58

Calcule o número de Sherwood.

S h - D = C R e D m S c n

= 0,26 1,96 × 10 5 0,6 0,58 0,37

= 320

Calcular o coeficiente de transferência de massa.

h - m = D A B D × S h - D

= 0,26 × 10 - 4 m 2 s 0,3 m × 320

= 0,028 m s

Da equação (2) vem que:

n A = h - m π D L ρ A , s a t T s - ρ A , ∞

= 0,028 m s π × 0,3 × 1,5 0,0336 k g m 3 - 0,0102 k g m 3

= 1,09 × 10 - 3 k g s

Substituindo na equação (1) temos:

q = h - D π D L T s - T ∞ + n A h f g

= 484,57 W + 1,09 × 10 - 3 k g s × 2431 × 10 3 J k g

= 3,13436   W

Portanto, a perda de calor se a pele é coberta com uma fina camada de água é  3,13436   W

Resposta

  1. q = 484,57   W
  2. q = 3,13436   W
Ver Outros Exercícios desse livro

Exercícios de Livros Relacionados

38 – Uma placa vertical de 3 m x 3 m está exposta em um lado para vapor saturado a pressão atmosférica e no outro lado, água fria que mantém a placa a uma temperatura de 50°C.A) Qual é a taxa de trans
39 – Uma placa vertical de 2,5 m de altura, mantida a uma temperatura uniforme de 54°C, está exposta a vapor saturado na pressão atmosférica.A) Estime as taxas de condensação e transferência de calor
56 – Considere o termossifão do Problema 10.54. Em muitas aplicações, um cenário mais realístico é onde, na seção de condensação, um fluido externo escoando é usado para resfriar. Determine a taxa de
55 – Um esquema inovador para resfriamento de chips de computador usa um termossifão contendo fluorcarbono saturado. O chip é brasado na parte inferior de um recipiente em forma de cúpula, na qual cal
40 – Taxas de condensação podem ser restritas pela velocidade do som na fase vapor. Consequentemente, a condensação pode se aproximar de um limite sônico. Considere uma rachadura de S= 2 mm de largura