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Enunciado

FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Incropera - Fundamentos de Transferência de Calor e Massa- Ed: 8º - Capítulo 10.Problemas - Ex. 5

Uma corrente elétrica passa por um longo fio com 2   m m de diâmetro. Há dissipação de 470 0   W / m e a temperatura superficial do fio atinge 1 18 ° C , quando ele está submerso em água a 1   a t m . Qual é o coeficiente de transferência de calor da ebulição? Estime o valor do coeficiente de correlação C s , f .

Passo 1

E aí galerinha, beleza?

Se ajeita na cadeira e vem comigo resolver essa questão!

Começamos o nosso problema obtendo algumas propriedades da água saturada pela Tabela A.6:

T s = 100 ° C

ρ l = 1 v f = 957,9   k g / m 3

ρ f = 1 v g = 0,5955   k g / m 3

c p , l = 4217   J / k g ⋅ K

μ l = 279 × 10 - 6   N ⋅ s / m 2

P r l = 1,76

h f g = 2257   k J / k g

σ = 58,9 × 10 * 3   N / m

Bora para os cálculos!

Passo 2

Devemos calcular o coeficiente de transferência de calor da ebulição.

Para o processo de fervura, a equação da taxa pode ser escrita da seguinte forma:

q s ' ' = h - T s - T s a t

Isolando o coeficiente desejado:

h - = q s ' ' T s - T s a t = q s ' π D T s - T s a t

Substituindo os dados:

h - = 4700 0,002 ⋅ π ⋅ 118 - 100

h - = 41557   W / m 2 ⋅ K

Passo 3

Calculando o valor do coeficiente de correlação C s , f :

C s , f = μ l h f g q s ' ' 1 3 g ρ l - ρ v σ 1 6 c p , l ∆ T e h f g P r l n

Assumindo que a combinação líquido-superfície é tal que n = 1 , e substituindo os valores numéricos por ∆ T e = T s - T s a t , temos:

C s , f = μ l h f g q s ' ' 1 3 g ρ l - ρ v σ 1 6 c p , l T s - T s a t h f g P r l n

Substituindo os dados:

C s , f = 279 × 10 - 6 ⋅ ( 2257 × 10 3 ) 7,48 × 10 5 1 3 ⋅ 9,8 ⋅ 957,9 - 0,5955 58,9 × 10 - 3 1 6 ⋅ 4217 ⋅ 118 - 100 2257 × 10 3 ⋅ 1,76 1

C s , f = 0,013

Assim finalizamos a nossa questão!

Até a próxima!

Resposta

h - = 41557   W / m 2 ⋅ K

C s , f = 0,013

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