Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Incropera - Fundamentos de Transferência de Calor e Massa- Ed: 7º - Capítulo 7.Problemas - Ex. 62
62. Determine a perda de calor convectiva pelas superfícies superior e inferior de uma placa plana a Ts = 80°C, com ar em escoamento paralelo a T∞ = 25°C e u∞ = 3 m/s. A placa tem espessura igual a t = 1 mm, comprimento L = 25 mm e profundidade w = 50 mm. Despreze as perdas térmicas nas arestas da placa. Compare a perda de calor convectiva na placa com a
perda em um cilindro com comprimento de Lc = 50 mm, que tenha o mesmo volume da placa. As condições convectivas associadas ao cilindro são as mesmas das associadas à placa.
Passo 1
A temperatura média do filme é de
Tomando propriedades do ar a 325,5 K
Usando o método de interpolação
Condutividade térmica,
Viscosidade cinemática,
Número Prandtl,
Velocidade do ar,
Caso 1:
Prato plano
O número de Reynolds é
Então é um fluxo laminar
Número de Nusselt sobre placa plana,
O coeficiente médio de transferência de calor por convecção é,
A perda de calor por convecção da placa plana é,
Portanto, a perda de calor da placa é
Passo 2
Caso 2: volume do cilindro igual ao volume da placa
O número de Reynolds é
Então é um fluxo laminar
O número de Nusselt sobre o fluxo do cilindro é, correlação de Hilpert
Onde C e m são função do número de Reynolds,
quando ,
O coeficiente médio de transferência de calor por convecção é,
A perda de calor por convecção do cilindro é,
A transferência de calor da placa plana é superior à do cilindro
Resposta
A transferência de calor da placa plana é superior à do cilindro