Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Incropera - Fundamentos de Transferência de Calor e Massa- Ed: 7º - Capítulo 7.Problemas - Ex. 141
141 - Oxicocos (cranberries) são colhidos pelo alagamento dos atoleiros nos quais eles crescem e são classificados em tonéis para o transporte. Na planta de processamento, a umidade superficial dos frutos é removida na medida em que eles rolam sobre uma peneira fina através da qual ar morno é soprado. Os frutos têm um diâmetro médio de e a espessura da camada de água é de . Sendo a velocidade e a temperatura do ar aquecido iguais a e , respectivamente, determine o tempo necessário para secar os frutos. Suponha que a película de água nos frutos também esteja a .
Passo 1
Calcule o número de Reynolds pela seguinte relação.
Aqui, é a velocidade do ar, é o diâmetro dos oxicocos e é a viscosidade cinemática do ar.
Passo 2
Obtenha o número de Nusselt usando a correlação de Ranz-Marshall.
Passo 3
Calcule o coeficiente de transferência de calor.
Passo 4
Calcule o coeficiente de transferência de massa usando a analogia de transferência de calor e massa.
Substituindo pelos valores conhecidos, temos:
Passo 5
Calcule a taxa de evaporação da água da superfície da baga.
Aqui, é o coeficiente de transferência de massa por convecção, é a área o oxicocos, é a densidade na temperatura da superfície, é a densidade na temperatura do ar.
Passo 6
Vamos calcular agora o tempo necessário para evaporar a película de água nos frutos.
Aqui, é a espessura da película de água nos frutos, é o diâmetro nos oxicocos.
Portanto, o tempo necessário para evaporar a película de água nos frutos é .