Enunciado

Para avaliar a eficácia de diferentes líquidos no resfriamento por convecção forçada de um objeto de um dado tamanho e forma, é conveniente definir um índice de mérito, FF, que combina a influência de todas as propriedades pertinentes do fluido no coeficiente convectivo. Sendo o número de Nusselt descrito por uma expressão com a forma N u - = C   R e m   P r n , obtenha a relação correspondente entre FF e as propriedades dos fluidos. Para valores representativos dos parâmetros da expressão, m = 0,8 e n = 0,33, calcule valores de FF para o ar (k = 0,026 W/(m · K), v   =   1,6   ×   10 - 5   m 2 / s , Pr = 0,71), água (k = 0,600 W/(m · K), v   =   10 - 6   m 2 / s ,   P r   =   5,0 ) e um líquido dielétrico (k = 0,064 W/(m · K), v = 10−6 m2/s, Pr = 25). Qual fluido é o agente de resfriamento mais efetivo?

Passo 1

Vamos lá gente!! Com N u - = R e L m   P r n , o coeficiente de convecção pode ser expresso como

Passo 2

A figura de mérito é portanto,

e para os três fluidos, com m   =   0,80 e n   =   0,33 ,

A água é claramente o fluido de transferência de calor superior, enquanto que o ar é o menos eficaz.

Resposta

F F = k P r n v m

Á g u a   m a i s   e f i c a z

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