Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Incropera - Fundamentos de Transferência de Calor e Massa- Ed: 7º - Capítulo 6.Problemas - Ex. 47
Determine a força de arrasto exercida na superfície superior da placa plana do Exemplo 6.4 para temperaturas da água de e . Considere que a dimensão da placa na direção seja .
Passo 1
Pela Analogia de Reynolds, temos que:
Isolando :
Temos que a tensão de cisalhamento é dada por:
Substituindo na equação acima:
Passo 2
Sabemos que:
Substituindo na equação de tensão de cisalhamento:
Substituindo
Temos:
Sendo:
Temos que:
Passo 3
Para fluxo laminar e fluxo turbulento, temos que os coeficientes de transferência de calor se dão por:
Desse modo, a tensão de cisalhamento para fluxo laminar e turbulento são:
Calculamos a força de arrasto da seguinte forma:
Expandindo:
Voltando , temos finalmente:
Passo 4
Pela Tabela obtemos as seguintes propriedades da água sob a temperatura de :
Dados do Exemplo 6.4:
;
;
;
.
Temos:
Passo 5
Novamente pela Tabela obtemos as seguintes propriedades da água sob a temperatura de :
Utilizando os dados do Exemplo 6.4 apresentados no Passo 5 com:
.
Temos