138 - No primeiro estágio de um processo de secagem de papel, um cilindro com diâmetro de é coberto com papel com elevado teor de umidade. A temperatura do papel é mantida em por meio de aquecedores elétricos embutidos no cilindro. Ar seco, a uma velocidade de e a uma temperatura de, escoa sobre o cilindro.

(a) Calcule a potência elétrica necessária e a taxa de evaporação por unidade de comprimento do cilindro, e , respectivamente.

(b) Represente graficamente e em função da velocidade do ar seco para e para temperaturas do papel de , e .

1. Vamos agora determinar o número de Reynolds:

Calcule o número de Nusselt a partir das correlações de Zukauskas.

Aqui,  é o número de Prandtl avaliado na média aritmética da temperatura de entrada e saída de fluido.

Os valores de e , são retirados da tabela .

Agora podemos calcular o coeficiente de convecção:

O número Sherwood pode ser usado para encontrar um coeficiente geral de transferência de massa.

Aqui, é o coeficiente de transferência de calor e é o coeficiente de transferência de massa.

Voltando na equação temos:

Portanto, o coeficiente de transferência de massa é .

Vamos calcular a energia elétrica por comprimento do cilindro por meio da seguinte formula:

Aqui, é o diâmetro do cilindro, é a área do cilindro, é o comprimento do cilindro, é o coeficiente de transferência de calor, é o coeficiente de transferência de massa, é a emissividade.

Portanto, a energia elétrica por unidade de comprimento é .

A massa média de evaporação por unidade de comprimento do cilindro pode ser determinada por meio da equação:

Substituindo pelos valores conhecidos, temos:

Portanto, a massa média de evaporação por unidade de comprimento é .