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Enunciado

FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Çengel - Transferência de Calor- Ed: 4º - Capítulo 7.Problemas - Ex. 43

Ar a 1 atm e 20°C está escoando sobre a superfície superior de uma placa plana fina de 0,5 m de comprimento. A velocidade de escoamento do ar é de 50 m/s, e a temperatura da superfície da placa é mantida a uma temperatura constante de 180°C. Determine (a) o coeficiente de atrito médio e (b) o coeficiente médio de transferência de calor por convecção. (c) Repita a parte (b) usando a analogia modificada de Reynold.

Passo 1

Tomamos as propriedades em T f = 180 + 20 2 = 100 ° C

K = 0,031   W / m . K

v = 2,3   x   10 - 5   m ² / s

P r = 0,71

Calculamos Reynold agora!

R e L = V L v = 50 x   0,5 2,3   x   10 - 5 = 1,08   x   10 6

Passo 2

(a) Estamos num regime combinado, pois estamos acima do reynold crítico, e portanto a coeficiente de arrasto é calculado da seguinte forma:

C f = 0,074 R e L 1 5 - 1742 R e L = 0,003

Passo 3

(b) Basta agora usarmos a correlação de regime combinado, beleza?

N u = h L K = 0,037 R e L 0,8 - 871 P r 1 / 3

h = K L 0,037 R e L 0,8 - 871 P r 1 / 3

h = 0,031 0,5   x   0,037   x 1,08   x   10 6 0,8 - 871   x   0,71 1 3 = 89,45 W m 2 ° C

N u x ( ξ = 0 ) = 0,453 R e x 0,5 P r 1 / 3

E a relação entre os Nusselts é:

Passo 4

(c) Agora é usar a analogia de Reynold e calcular h de novo ;)

N u = C f R e L P r 1 3 2

h = K L C f R e L P r 1 3 2 → h = 0,031 0,5 x   0,003   x   1,08   x   10 6   x   0,71 1 3 2 = 89 , 56 W m 2 ° C

Resposta

Ei, a resposta está no passo a passo :)

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