Enunciado

Um cilindro, com diâmetro de 120   m m e a 1000   K , é imerso em água saturada a 1   a t m . Descreva o processo de têmpera e estime a taxa máxima de remoção de calor, por unidade de comprimento, durante o processo.

Passo 1

Oi oi oiiii, aqui nós temos um cilindro temperado em água saturada. Com ele queremos descrever o processo de têmpera e calcular a taxa máxima de remoção de calor por unidade de comprimento durante o resfriamento, ta bem? Então vamos juntos

Passo 2

Vamos assumir que a água exposta a 1   a t m de pressão tem T s a t   =   100 ° C . No início do processo de resfriamento, a temperatura da superfície é   T s   ( 0 )   =   1000 K . Portanto,

  Δ T e   =   T s   -   T s a t   =   1000 K   -   373 K   =   627 K

E da curva de ebulição típica da Figura 10.4, ocorre a ebulição do filme, com q ' ' < q m a x ' ' .

Passo 3

À medida que a temperatura do cilindro diminui, Δ T e diminui e o processo de ebulição do cilindro passa pelo ponto de Leidenfrost, para o regime de transição ou ebulição instável.

Depois, o fluxo de calor em ebulição atinge seu máximo,

q m a x ' ' = 1,26   M W / m 2

Portanto, a taxa de calor por unidade de comprimento do cilindro é,

q s ' = q m a x ' = q m a x ' ' π D = 1,26 M W m 2 π 0,120 m = 0,475   M W / m

Passo 4

À medida que o cilindro esfria, ocorre a ebulição nucleada e a taxa de calor cai rapidamente. Finalmente, a ebulição não está mais presente e o cilindro é resfriado por convecção livre.

Resposta

Ei, a resposta está no passo a passo :)

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