Água, a 290 K e 0,2 kg/s, escoa através de um tubo de Teflon (k = 0,35 W/(m · K)) com raios interno e externo iguais a 10 e 13 mm, respectivamente. Um fino aquecedor elétrico em forma de fita, enrolado ao redor da superfície externa do tubo, fornece um fluxo térmico superficial uniforme de 2000 W/m2, enquanto um coeficiente convectivo de 25 W/(m2 K) é mantido na superfície externa da fita pelo ar ambiente a 300 K. Qual é a fração da potência dissipada pela fita que é transferida para a água? Qual é a temperatura da superfície externa do tubo de Teflon?

Passo 1

Beleza galerinha, vamos lá! A temperatura exterior da superfície resulta de um balanço energético superficial,

Com,

Passo 2

O fluxo é turbulento. Logo,

Portanto,

E,

Resposta

a ) T s , o = 308.3   K

q i ' ' q ' ' = 0.9

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