Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Çengel - Transferência de Calor- Ed: 4º - Capítulo 13.Problemas - Ex. 78
Em uma central de cogeração, gases de combustão a e são usados para preaquecimento da água, passando através de tubos de de comprimento e de diâmetro. A superfície interna dos tubos é negra, e as pressões parciais de e dos gases de combustão são e , respectivamente. Considerando que a temperatura dos tubos é , determine a taxa de transferência de calor por radiação dos gases para os tubos.
Passo 1
Considerando todos os gases ideais.
Do comprimento médio do feixo, , para várias formas de volume de gás, o comprimento médio do feixe para um cilindro circular infinito é dado como:
Desse modo:
A partir da Fig. 13.36 de emissividade de e , os valores correspondentes a e são:
e
Ambos estão presentes na mistura, então devemos obter o fator de correção de emissividade da Fig.13.38:
Como esses são valores de emissividade com base em e os fatores de correção da pressão são iguais a 1, a emissividade dos gases de combustão se dá:
Passo 2
Para uma temperatura de , a capacidade de absorção do gás é determinada usando os gráficos de emissividade da seguinte forma:
Obtendo pela Fig. 13.36 para e :
e
A capacidade de absorção do e do são dadas por:
Passo 3
Temos que , mas o fator de correção da emissividade deve ser avaliado na Fig.13.38 em e não .
Como não temos um gráfico pra , mas podemos obter em e e interpolar.
Em e temos .
Então a absorção dos gases de combustão se torna:
Passo 4
A área da superfície do tubo pode ser determinada:
Assim, a taxa líquida de transferência de calor por radiação dos gases de combustão para a parede dos tubos: