71. A molhação de algumas superfícies metálicas pode ser inibida através da implantação de íons na superfície antes do seu uso, promovendo a condensação em gotas. O nível da inibição à molhação e, por sua vez, a eficácia do processo de implantação varia de metal para metal. Seja uma placa metálica vertical, que é exposta a vapor de água saturado a pressão

atmosférica. A placa tem espessura t = 1 mm e suas dimensões vertical e horizontal são L = 250 mm e b = 100 mm, respectivamente. A temperatura da superfície da placa que está exposta ao vapor de água é igual a Ts = 90°C, enquanto sua superfície oposta é mantida a uma temperatura menor, Tf.

(a) Determine Tf para alumínio 2024-T6. Admita que o processo de implantação de íons não promova condensação em gotas para este metal.

(b) Determine Tf para aço inoxidável AISI 302, supondo que o processo de implantação de íons é efetivo na promoção da condensação em gotas.

Letra (a)

Para condensação em película na placa de alumínio, o número de Jacob usado para encontrar o calor latente modificado do vapor que está relacionado à entalpia da vaporização pela seguinte fórmula:

Deve-se calcular o calor latente modificado pela seguinte fórmula:

O parâmetro menor dimensão, é obtido de acordo com a seguinte fórmula:

O coeficiente médio de transferência de calor por convecção é obtido pela seguinte fórmula:

A temperatura da superfície fria e a temperatura da superfície do metal são relacionadas pela seguinte fórmula:

A temperatura da superfície fria do alumínio é obtida pela equação mostrada ácima:

Assim, a temperatura fria do alumínio 2024-T6 é .