Duas configurações estão sendo analisadas no projeto de um sistema de condensação de vapor de água a 1 atm, utilizando uma placa vertical mantida a 90 °C. A primeira configuração é uma única placa vertical com dimensões L × w e a segunda consiste em duas placas verticais (L/2) × w, sendo L e w as dimensões vertical e horizontal, respectivamente. Qual configuração você escolheria?

Passo 1

Sabemos que a transferência de calor total para a superfície pode ser encontrada através de:

q = h L A T s a t - T s

Então, para uma mesma área superficial, estamos interessados em maximizar o coeficiente convectivo, que por sua vez, pode ser escrito através da equação 10.31, onde temos:

h L = 0,943 g ρ l ρ l - ρ v k l 3 h f g ' μ l T s a t - T s L 1 4

Passo 2

Então, podemos notar que o único termo que será diferente para os dois casos, será o comprimento L , dessa forma, uma razão entre o caso 1, com dimensões L x w, e o caso 2 com dimensões (L/2) x w, nos fornece:

h L , 1 h L , 2 = L / 2 L 1 4 = 1 2 1 4 → h L , 1 h L , 2 = 0,84

Dessa forma, podemos ver que a segunda configuração é a mais indicada, pois apresenta um coeficiente convectivo maior, e por sua vez, uma maior troca de calor.

Resposta

h L , 1 h L , 2 = 0,84

Ver Outros Exercícios desse livro

Exercícios de Livros Relacionados