20 - Os gases de combustão de um incinerador são liberados para a atmosfera usando uma pilha com de diâmetro e de altura. A superfície externa da pilha está a e o ar circundante está a . Determine a taxa de transferência de calor da pilha, assumindo ( a ) que não há vento e ( b ) a pilha é exposta a ventos de .

Temos que a temperatura de filme é:

Portanto, temos as seguintes propriedades do ar para a pressão de e .

A Condutividade térmica é:

A Viscosidade cinemática é:

O número Prandtl é:

A gravidade é:

O Coeficiente de expansão é:

Encontre o comprimento da característica.

1. Usando os valores acima, o número Rayleigh se torna:

Para verificar a superfície externa do cilindro como placa vertical,

Usando o número de Rayleigh, calcule  (número de Nusselt) na superfície da placa vertical usando a relação:

O coeficiente de transferência de calor por convecção é determinado a partir da equação dada por:

Reescreva para achar :

Agora a taxa de transferência de calor pode ser calculada como:

Portanto, a taxa de transferência de calor é dada por .

b) Taxa de transferência de calor da pilha quando exposta ao vento

O número de Nusselt pode ser obtido das tabelas quando a velocidade do vento está presente

Número de Reynolds é dado por:

O coeficiente de transferência de calor por convecção é determinado a partir da equação dada por:

Reescreva para achar :

Agora a taxa de transferência de calor pode ser calculada como:

A taxa de transferência de calor da pilha quando é exposta a ventos de   é de .