Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Incropera - Fundamentos de Transferência de Calor e Massa- Ed: 7º - Capítulo 10.Problemas - Ex. 32
Considere um fio de platina horizontal, com diâmetro de , suspenso em água saturada a pressão atmosférica. O fio é aquecido por uma corrente elétrica. Determine o fluxo térmico saindo do fio no instante em que a superfície do fio atinge sua temperatura de fusão. Determine a temperatura correspondente no eixo central do fio. Devido à oxidação a
temperaturas muito altas, a emissividade do fio é ε = 0,80 quando ele arrebenta. As propriedades do vapor de água na temperatura do filme de 1209 K são e
Passo 1
Vamos lá! Nosso problema pede o fluxo de calor quando o fio está derretendo e a temperatura no seu núcleo, mas antes não vamos esquecer do nosso velho esboço pra facilitar nosso problema.
Agora precisamos fazer nossas famosas considerações. Hehe (u.u)
Passo 2
Vamos lá! Iremos usar os dados da tabela para platina sendo , para água liquida saturada a e da tabela para vapor d’água, assim temos que a transferência total de calor assim que a barra é retirada do forno e colocada na água é dada por:
, assim de acordo com a figura para um grande assim a ebulição em filme em piscina vai acontecer, assim temos da equação .
Estimando o coeficiente convectivo a partir da equação , temos:
Isolando , temos:
Calculando agora , temos:
Assim temos que
Por fim, podemos calcular a taxa de transferência de calor que apresentamos antes:
Passo 3
Primeiro vamos calcular a energia dissipada pelo fio devido a corrente elétrica, fazendo um balanço de energia temos:
Organizando:
Da equação temos:
Isso é tudo pessoal! \o/
