Enunciado

Água, saturada a 1 atm e a uma velocidade de 2 m/s, escoa sobre um elemento de aquecimento cilíndrico com 5 mm de diâmetro. Qual é a taxa máxima de aquecimento (W/m) para a ebulição em piscina?

Passo 1

Fala aí! Essa questão ta pedindo pra gente encontrar a taxa máxima de aquecimento, com esses dados que temos aí… Hum… Vamos precisar de dados adicionais, né?

Pra isso, vamos lá no apêndice do livro, tabela A-6:

T s a t = 100 ° C ρ l = 957,9   k g / m ³ ρ v = 0,5955   k g / m ³

h f g = 2257   k J / k g σ = 58,9   .   10 - 3   N / m

Para encontrar o que ele quer vamos resolver a seguinte equação:

q m a x ' = q m a x "   .   π   .   D

Vamos achar quem ta faltando aí!

Passo 2

Partiu encontrar o fluxo máximo!

q m a x " = ρ v   .   h f g   .   V π   .   1 169   .   ρ l ρ v 3 / 4 + 1 19,2   .   ρ l ρ v 1 / 2 .   σ ρ v   .   V 2   .   D 1 / 3

q m a x " = 0,5955   . 2257   .   10 3   .   2 π   .   1 169   .   957,9 0,5955 3 / 4 + 1 19,2   .   957,9 0,5955 1 / 2 .   58,9   .   10 - 3 0,5955   .   2 2   .   0,005 1 / 3

q m a x " = 4,331   .   10 6   W / m ²

Passo 3

Agora pra fechar vamos encontrar a taxa de transferência máxima:

q m a x ' = 4,331   .   10 6   .   π   .   0,005

q m a x ' = 68000   W / m

ou

q m a x ' = 68   k W / m

Show de bola! Conseguimos!

Resposta

q m a x ' = 68   k W / m

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