Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Çengel - Transferência de Calor- Ed: 4º - Capítulo 10.Problemas - Ex. 38
Uma barra cilíndrica de aço de 20 mm de diâmetro e 200 mm de comprimento tem emissividade de 0,9. A barra de aço foi removida do forno quando atingiu a temperatura uniforme de 500°C e, subitamente, foi submersa horizontalmente em um banho com água à pressão atmosférica. Estime a taxa inicial de transferência de calor da barra de aço submersa.
Passo 1
Aqui a gente quer saber quanto de calor tá sendo transferido, e, de cara pelo enunciado a gente sabe que isso estará relacionado com o calor transferido na ebulição e com a radição. Mas para saber qual tipo de ebulição, nunca se esqueça, você precisa calcular o ΔT associado entre a diferença de temperatura do sólido e a de saturação do fluido.
Nesse caso como temos água sendo ebulida a 1 atm, sua Tsat = 100°C, e assim, ΔT = 500 – 100 = 400°C, ou seja, para água, estamos numa condição de ebulição em filme, show?!
Vamos trabalhar com essas duas equações basicamente!
Passo 2
Vamos pegar as propriedades do vapor na temperatura de saturação e do líquido na temperatura de filme, Tf e substituir esses valores na nossa equação de q’’filme
Onde para ebulição em filme de água Cfilme =0,62
Para não ficar uma coisa feia de tanta substituição, eu vou colocar pra você aqui qual foi o valor final que encontrei, mas lembrando sempre de prestar muita atenção nos subíndices de cada variável indicando em qual fase está associada uma determina propriedade.
Passo 3
Vamos calcular agora a quantidade de calor trocada por radiação, lembrando que aqui as temperaturas SEMPRE DEVEM ESTAR EM KELVIN porque não temos um ΔT linear.