Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Çengel - Transferência de Calor- Ed: 4º - Capítulo 10.Problemas - Ex. 17
Água é fervida à pressão atmosférica por uma haste horizontal revestida de platina com diâmetro de 10 mm. Considerando que a temperatura da haste é mantida 110°C, determine o coeficiente de transferência de calor em regime de ebulição nucleada em piscina.
Passo 1
Sabemos que o elemento de aquecimento tem diâmetro 0,01 m, tem temperatura 110°C e é revestido de platina. A água tem temperatura 100°C 373 K, pois estamos fervendo em pressão atmosférica. O exercício pede para a coeficiente de transferência de calor. Então o que vamos fazer é: esquematizar as propriedades da água na temperatura de ebulição e as constantes relacionadas à superfície; e, calcular o coeficiente de transferência de calor na ebulição nucleada. Tudo bem? Vamos lá!!!
Passo 2
Vamos começar esquematizando as propriedades da água líquida a 100°C e do vapor na temperatura de filme.
Para água a 100°C:
Para o vapor, a temperatura de filme é:
Nesta temperatura as propriedades do vapor são:
Com esses dados podemos calcular a taxa de calor por ebulição nucleada.
Passo 3
Já temos quase todos os dados, vamos aos que faltam:
é a tensão superficial entre as fases líquido e vapor. Para água a 100°C 0,0589 N/m;
e são constantes que dependem das interações entre a água e o material da superfície de aquecimento, no nosso caso, platina. Para este caso 0,0130 e 1. Substituindo os valores na equação:
Resposta
O coeficiente convectivo de ebulição nucleada é de .