Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Çengel - Transferência de Calor- Ed: 4º - Capítulo 4.Problemas - Ex. 4
Considere uma transferência de calor entre dois corpos sólidos idênticos quentes em seus ambientes. O primeiro sólido caiu em um recipiente grande cheio de água, enquanto o segundo esfria naturalmente no ar. Para qual sólido é mais provável que seja aplicável a análise de sistemas aglomerados? Por quê?
Passo 1
Vamos lá galera!!
Aqui é importante saber que para a análise de sistema aglomerado, é feita em corpos onde a temperatura seja uniforme em todo o corpo durante o processo de transferência de calor. O número de Biot é usado para determinar se a aproximação do sistema aglomerado pode ser aplicada para uma análise de transferência de calor ou não. Temos que o número de Biot é a razão de convecção na superfície do corpo para a condução dentro do corpo.
Aqui, é o coeficiente de transferência de calor por convecção, é o comprimento característico (relação volume / área de superfície) e é a condutividade térmica do corpo.
Passo 2
É mais provável que a análise do sistema agrupado seja aplicável ao corpo resfriado naturalmente. Como sabemos, o número de Biot é proporcional ao coeficiente de transferência de calor por convecção. Temos que o coeficiente de transferência de calor por convecção é menor para ar em relação a água, pois a água possui maior condutividade térmica. Portanto, é mais provável que o número de Biot seja menor na convecção natural. Assim é mais provável a aplicação da análise de sistemas aglomerados para o sólido que está esfriando naturalmente no ar, isso se o número de Biot for menor que 0,1.
Resposta
Sólido sendo esfriando naturalmente no ar.