Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Çengel - Transferência de Calor- Ed: 4º - Capítulo 14.Problemas - Ex. 111
Considere um duto circular de 12 cm de diâmetro interno e 14 m de comprimento cuja superfície interna está molhada. O duto deve ser seco forçando ar seco a 1 atm e 15°C através dele em uma velocidade média de 3 m/s. O duto passa pela sala refrigerada e permanece a uma temperatura média de 15°C durante o tempo todo. Determine o coeficiente de transferência de massa do duto.
Passo 1
Temos a informação de que ar seco está escoando em um duto com uma velocidade e propriedades e . As dimensões do duto são e . Devemos obter o coeficiente de transferência de massa.
Nosso primeiro passo será calcular os números de Reynolds e Schmidt; depois iremos usá-los para calcular o número de Sherwood; A partir de Sherwood iremos obter o coeficiente de transferência de massa. Vamos lá???
Passo 2
Nosso primeiro passo é calcular o número de Reynolds. Ele é dado por:
Para o ar com e :
Então:
Nosso próximo passo é calcular o número de Schmidt. Ele pode ser determinado por:
A difusividade do vapor de água no ar a 25°C (298 K) e 1 atm é . Para determinar a difusividade em 15°C usaremos a relação:
O número de Schmidt é:
Passo 3
O próximo passo é utilizar a correlação de Sherwood. Para escoamento em tubos circulares é:
O último passo é utilizar o número de Sherwood para determinar o coeficiente de transferência de massa:
Resposta
O coeficiente de transferência de massa para o duto é .