Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Incropera - Fundamentos de Transferência de Calor e Massa- Ed: 7º - Capítulo 5.Problemas - Ex. 72
Uma câmara de ar frio é proposta para o resfriamento de esferas de aço com diâmetro e temperatura inicial Ti = 400°C. O ar na câmara é mantido a −15°C por um sistema de refrigeração e as esferas de aço a atravessam sobre uma esteira transportadora. A produção otimizada das esferas exige que 70% de sua energia térmica inicial, acima de 215°C, sejam removidos. Os efeitos radiantes podem ser desprezados e o coeficiente de transferência de calor por convecção no interior da câmara é igual a Calcule o tempo de resistência das bolas no interior da câmara e recomende uma velocidade da esteira transportadora. As seguintes propriedades podem ser usadas para o aço: e
Passo 1
Vamo lá galera! O número Biot para a análise da capacidade por blocos é,
Desde Bi > 0.1, a análise de capacidade não é apropriada. Assumimos que a aproximação de um prazo para a solução exata é válida e verificamos mais tarde. O número Biot para a solução exata é
Passo 2
Da tabela 5.1, temos:
Da equação 5.53c, podemos resolver para Fourier:
Note que a aproximação a um prazo é de facto válida, uma vez que Fo > 0.2. Então,
Passo 3
A velocidade do transportador é expressa em termos de comprimento L e tempo de residência t. Daí,
