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Enunciado

FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Çengel - Transferência de Calor- Ed: 4º - Capítulo 8.Problemas - Ex. 43

Um engenheiro pretende projetar um aparelho experimental que consiste de um tubo liso de 25   m m de diâmetro pelo qual diferentes fluidos a 100   ° C fluirão em condições de fluxo laminar plenamente desenvolvido. Para fluxo laminar de água, óleo de motor e mercúrio líquido hidrodinamicamente e termicamente totalmente desenvolvido, determine ( a ) o comprimento mínimo do tubo e ( b ) a potência de bombeamento necessária para superar a perda de pressão no tubo na maior vazão permitida.

Passo 1

Primeiramente precisamos encontrar as propriedades para os líquidos em 100   ℃ …

Passo 2

O comprimento hidrodinâmico e térmico para escoamento laminar, respectivamente pode ser encontrado como sendo:

L h ≈ 0,05 R e D

L t ≈ 0,05 R e P r D

Onde,

R e = ρ V m é d i a D μ ; D = 0,025   m

Passo 3

Portanto, teremos que...

Passo 4

Para encontrarmos a potência requerida, devemos primeiro encontrar a queda de pressão, a partir da equação:

∆ P = f L D ρ V m é d i a 2 2

Note que o fator de atrito para escoamento laminar completamente desenvolvido é expresso como sendo:

f = 64 R e = 64 2300 = 0,02783

Portanto a queda de pressão será...

∆ P = 0,02783 802,4   m 0,025   m 840,0 k g m 3 1,882 m s 2 2 = 1,329 × 10 6   P a

Passo 5

Logo a potência requerida é expressa:

w ˙ b o m b a = V ˙ ∆ P L = V m é d i a A c ∆ P L = V m é d i a π D 2 4 ∆ P L

W ˙ b o m b a = V m é d i a π D 2 4 ∆ P L = 1,882 m s π 0,025   m 2 4 1,329 × 10 6   P a = 1230   W  

Resposta

Ei, a resposta está no passo a passo :)

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