Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Incropera - Fundamentos de Transferência de Calor e Massa- Ed: 7º - Capítulo 8.Problemas - Ex. 119
Ar, a 300 K e a uma vazão de 3 kg/h, passa em sentido ascendente através de um tubo de 30 mm de diâmetro, como mostrado na figura. Uma fina película de água, também a 300 K, escoa lentamente em sentido descendente sobre a superfície interna do tubo. Determine o coeficiente de transferência de massa por convecção nessa situação.
Passo 1
Tá legal! Vamos começar esse exercício pegando a propriedade do ar lá da tabela A.4, na temperatura de 300 K, que vamos utilizar posteriormente, então teremos:
Agora vamos para a tabela A.8 pegar o coeficiente de difusão binária para a combinação ar e água, então, para 300 K, temos:
No nosso caso temos escoamento laminar e vamos assumir temperatura de superfície constante, além de escoamento totalmente desenvolvido, dessa forma, teríamos um número de Nusselt de:
Dessa forma, sabendo que o número de Nusselt se relaciona com o coeficiente convectivo através de:
Passo 2
Então, no caso da transferência de massa por convecção, o número de Sherwood pode ser escrito como:
Como temos escoamento plenamente desenvolvido, temperatura constante e escoamento laminar, podemos então assumir que o número de Sherwood equivale ao número de Nusselt, de modo que:
Então, substituindo os valores conhecidos na equação de cima, podemos encontrar o valor do coeficiente de transferência de massa por convecção: