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Enunciado

FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Incropera - Fundamentos de Transferência de Calor e Massa- Ed: 7º - Capítulo 9.Problemas - Ex. 16

Determine o coeficiente de transferência de calor médio nas paredes verticais, com 2,5   m de altura, de uma casa na qual o ar interior e a temperatura superficial das paredes são, respectivamente, ( a )   20 e 10 ° C , e ( b )   27 e 37 ° C .

Passo 1

Aqui nós temos as temperaturas do ar e da parede ( L = 25   m ) . Com isso, queremos encontrar o coeficiente médio de transferência de calor para as seguintes situações:

Passo 2

Para resolver essa questão vamos assumir que a parede está em uma temperatura uniforme e o ar ambiente é inativo. Além disso, vamos retirar as propriedades do ar da Tabela A.4.

A correlação apropriada para o coeficiente médio de transferência de calor para convecção livre em uma parede vertical é:

N u L - = h L - L k = 0 , 825 + 0 , 387   R a L 0,1667 1 + 0,492 P r 0,563 0,296 2

Onde,

R a L = g β ∆ T L 3 ν α

E,

∆ T = T ∞ - T s ou ∆ T = T s - T ∞

Passo 3

Substituindo os valores numéricos típicos das condições de inverno temos:

R a L = 9,8 m s 2 1 283 K ( 2 0 - 1 0 ) K 2 , 5 m 3 14,82 × 10 - 6 m 2 s 2 0,96 × 10 - 6 m 2 s = 1 , 711 × 10 10

N u L - = 0,825 + 0,387   1,711 × 10 10 0,1667 1 + 0,492 0,710 0,563 0,296 2 = 299,6

Então,

h L - = N u L - k L = 299,6 × 0,02 5 3 W m . K 2,5 m

h L - = 3,03 W m 2 . K

Passo 4

Substituindo os valores numéricos típicos das condições de verão temos:

R a L = 9,8 m s 2 1 310 K ( 37 - 27 ) K 2,5 m 3 23,2 × 10 - 6 m 2 s 16,39 × 10 - 6 m 2 s = 1 , 320 × 10 10

N u L - = 0,825 + 0,387   1,320 × 10 10 0,1667 1 + 0,492 0,7 06 0,563 0,296 2 = 2 75,8

Então,

h L - = N u L - k L = 2 75,8 × 0,02 67 W m . K 2,5 m

h L - = 2,94 W m 2 . K

Resposta

  1. h L - = 3,03 W m 2 . K
  2. h L - = 2,94 W m 2 . K
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