Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Çengel - Transferência de Calor- Ed: 4º - Capítulo 3.Problemas - Ex. 181
181 – Um reservatório agitado é utilizado para aquecer de solução aquosa a por condensação de vapor saturado na camisa do reservatório. Este pode receber de solução aquosa. Ele é fabricado a partir de placa de aço com de carbono de de espessura e apresenta área de transferência de calor de . O coeficiente de transferência de calor de , ao passo que a condensação do vapor a na camisa fornece o coeficiente de transferência de calor . Todas as propriedades da solução aquosa são comparáveis às da água pura. Calcule a temperatura de saída do escoamento em funcionamento permanente.
Passo 1
Dados fornecidos:
Caudal mássico da solução aquosa,
Capacidade em massa de solução aquosa,
Espessura da chapa de aço,
Área de transferência de calor de chapa de aço,
Condutividade térmica da chapa de aço,
Temperatura da solução aquosa,
Temperatura do vapor,
Coeficiente de transferência de calor devido à agitação,
Coeficiente de transferência térmica do revestimento,
Passo 2
O balanço de calor aplicado ao sistema em operação constante fornece:
Sabemos que o calor específico é .
A resistência térmica devido à convecção do interior da camisa é:
A resistência térmica devido à condução é:
Resistência térmica devido a convecção de fora da camisa é:
Passo 3
O coeficiente de transferência de calor geral, pode ser calculado como:
Em seguida, substituindo o valor na equação:
Portanto, a temperatura do fluxo de saída em operação constante é .