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Enunciado

FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Incropera - Fundamentos de Transferência de Calor e Massa- Ed: 8º - Capítulo 7.Problemas - Ex. 91

Considere a perda de massa na superfície de uma placa plana lisa e molhada, em função da convecção forçada à pressão atmosférica. A placa possui um comprimento de 0,4   m e uma largura de 2   m . Ar seco, a 300   K e com uma velocidade na corrente livre de 3,5   m / s , escoa sobre a superfície, que também se encontra a temperatura de 300   K . Estime o coeficiente de transferência de massa médio h m - e determine a taxa mássica ( k g / s ) de perda de vapor d’água na placa.

Passo 1

Os dados informados pelo problema são:

u ∞ = 3,5   m / s

L = 0,4   m

W = 2   m

T ∞ = 300   K

φ ∞ = 0 Pelas Tabela A.4, A.6 e A.8 obtemos as seguintes propriedades para o ar:

v B = 15,89 × 10 - 6   m 2 / s

P r = 0,707

S c = 0,611

D A B = 0,26 × 10 - 4   m 2 / s

ρ A , s a t = 0,0256   k g / m 3

Bora para os cálculos!

Passo 2

Para calcularmos a taxa de perda de vapor d’água utilizamos a seguinte equação:

n A ' ' = h m - ⋅ A ⋅ ρ A , s - ρ A , ∞

Calculando R e L :

R e L = u ∞ ⋅ L v B

R e L = 3,5 ⋅ 0,5 15,86 × 10 - 6

R e L = 1,10 × 10 6

Calculando S h L :

S h L = 0,037 ⋅ R e L 4 5 - 871 ⋅ S c 1 3

S h L = 0,037 ⋅ 1,10 × 10 6 4 5 - 871 ⋅ 0,611 1 3

S h L = 1398,8

Calculando h - :

S h L = h m - ⋅ L D A B

1398,8 = h m - ⋅ 0,4 0,26 × 10 - 4

h m - = 0,0909   m / s

Passo 3

Para terminarmos o nosso problema devemos utilizar a equação do início do Passo 2 e substituir os dados obtidos para calcularmos a taxa de perda de vapor d’água:

n A ' ' = h m - ⋅ A ⋅ ρ A , s - ρ A , ∞

n A ' ' = 0,0909 ⋅ ( 0,4 ⋅ 2 ) ⋅ 0,0256 - 0

n A ' ' = 1,86 × 10 - 3   k g / s

Opa, terminamos!

Até a próxima questão!

Resposta

h m - = 0,0909   m / s

n A ' ' = 1,86 × 10 - 3   k g / s

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