Considere um fluido com temperatura média de entrada de fluindo em um tubo de diâmetro e comprimento , a uma vazão mássica de. O tubo é submetido a um fluxo de calor de superfície que pode ser expresso como , onde e são constantes. Determine a expressão da temperatura média do fluido em função da coordenada .
Passo 1
Para essa análise, devemos aplicar o balanço de energia a um volume de controle diferencial no tubo, que pode ser expresso como sendo:
Passo 2
Integrando de a , temos...
Resposta
Note que o perímetro do tubo é:
Logo, temos que: