Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Çengel - Transferência de Calor- Ed: 4º - Capítulo 10.Problemas - Ex. 61
O condensador de uma termoelétrica a vapor opera a uma pressão de 4,25 kPa. O condensador é constituído de 144 tubos horizontais, dispostos em uma matriz quadrada de 12 x 12. Os tubos têm 8 m de comprimento e 3 cm de diâmetro externo. Se as superfícies dos tubos estão a 20°C, determine (a) a taxa de transferência de calor do vapor para a água de resfriamento e (b) a taxa de condensação do vapor no condensador.
Passo 1
(a) Toda vez em que temos um problema com matriz tubular para um sistema onde ocorre condensação ou ebulição, para calcularmos a taxa de transferência de calor a gente usa normalmente a equação , porém esse h nesse caso estará associado ao banco de tubos. O que vamos fazer então é: primeiro calculamos o coeficiente convectivo associado a um tubo e depois usar uma relação que nos possibilitará calcular o h para N tubos horizontais.
Passo 2
Na pressão dada, ao olhar na tabela, você vai encontrar que a temperatura de saturação é 30°C e as propriedades de vapor serão tomadas nessa temperatura, implicando em um e
Por sua vez, para a fase líquida, tomaremos as propriedades na temperatura de filme, que é
A relação para o coeficiente de transferência para um tubo é:
Precisamos calcular
Por fim, temos:
Passo 3
De posse do valor do coeficiente convectivo para um tubo a gente calcula para N TUBOS!!
Portanto,
Passo 4
(b) Para essa questão é usarmos o clássico e maroto