Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Çengel - Transferência de Calor- Ed: 4º - Capítulo 10.Problemas - Ex. 11
Água é fervida a 120°C em uma panela de pressão de aço inoxidável polido mecanicamente, colocada sobre um fogão. A superfície interna do fundo da panela é mantida a 130°C. Determine o fluxo de calor na superfície.
Passo 1
Vamos primeiro reunir nossas informações. Sabemos que a panela tem temperatura 130°C 403 K e é revestida de aço inoxidável polido mecanicamente. A água está a uma temperatura de 120°C 393 K. O exercício pede para determinar o fluxo de transferência de calor. Tudo bem? Vamos nessa!!!
Passo 2
Vamos considerar que só ocorre fluxo por ebulição nucleada (porque a diferença de temperatura entre o fluido e a superfície é pequena). Mas antes de calcular o fluxo vamos deixar esquematizadas as propriedades da água líquida e vapor a 120°C
Para água a 120°C:
Para o vapor:
Com esses dados podemos calcular o fluxo de calor pela ebulição nucleada:
Já temos quase todos os dados, vamos aos que faltam:
é a tensão superficial entre as fases líquido e vapor. Para água a 120°C 0,0550 N/m;
e são constantes que dependem das interações entre a água e o material da superfície de aquecimento, no nosso caso, aço inoxidável polido mecanicamente. Para este caso 0,0130 e 1. Substituindo os valores na equação:
Resposta
O fluxo de calor na superfície da panela é .