Um duto com parede delgada e sem isolamento térmico, com diâmetro de 0,3m , é usado para conduzir ar refrigerado a uma vazão de 0,05k g / s através do sótão de um grande prédio comercial. O ar no sótão encontra-se a 37° C e a circulação natural fornece um coeficiente de transferência de calor por convecção de 2W / ( m 2·K ) na superfície externa do duto. Se o ar refrigerado entra no duto, com 15m de comprimento, a uma temperatura de 7 ° C , quais são sua temperatura na saída do duto e a taxa de transferência de calor absorvida pelo ar? As propriedades do ar refrigerado podem ser avaliadas a uma temperatura média estimada de300K .

Enunciado

FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Incropera - Fundamentos de Transferência de Calor e Massa- Ed: 7º - Capítulo 8.Problemas - Ex. 72

Um duto com parede delgada e sem isolamento térmico, com diâmetro de , é usado para conduzir ar refrigerado a uma vazão de através do sótão de um grande prédio comercial. O ar no sótão encontra-se a e a circulação natural fornece um coeficiente de transferência de calor por convecção de na superfície externa do duto. Se o ar refrigerado entra no duto, com de comprimento, a uma temperatura de , quais são sua temperatura na saída do duto e a taxa de transferência de calor absorvida pelo ar? As propriedades do ar refrigerado podem ser avaliadas a uma temperatura média estimada de.

Passo 1

Beleza galerinha, vamos lá! Nossa missão aqui é achar a temperatura de saída de ar refrigerado e taxa de fluxo de calor. Para isso, analisaremos que a temperatura de saída pode ser encontrada através da equação 8.45, onde,

E, usando os dados que a questão já nos deu

Passo 2

Pois simbora continuar! Para a relação de Dittus-Boelter, temos:

Isolando nosso indice de fluxo interno,

Portanto, aplicando novamente a nossa eq. 8.45,

Passo 3

Voltando para o foco da nossa questão, achando a taxa de calor:

Resposta

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