Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Çengel - Transferência de Calor- Ed: 4º - Capítulo 7.Problemas - Ex. 114
Ar a 20 °C escoa sobre a superfície de uma placa de 4 m de comprimento e 3m de largura cuja temperatura é 80 °C a uma velocidade de 5 m/s. A taxa de transferência de calor para a região de escoamento laminar da superfície é:
- 950 W
- 1037 W
- 2074 W
- 2640 W
- 3075 W
(Para o ar, use , , )
Passo 1
Todas as propriedades que iremos precisar para a questão já nos foi fornecida! Então vamos lá.
Nosso ponto de partida é descobrir qual é o comprimento da camada laminar. Para isto, precisamos lembrar que, para o escoamento de ar em uma placa plana, o número de Reynolds crítico para o qual começamos a considerar o escoamento turbulento é .
Portanto, temos que descobrir qual o valor do comprimento que nos fornece este valor de Reynolds. A partir deste comprimento é que teremos um escoamento turbulento, enquanto antes teremos um escoamento laminar.
Portanto, temos:
Passo 2
Agora vamos começar a calcular a taxa de transferência de calor para esta camada. Para determinarmos a taxa de transferência de calor por convecção, temos que utilizar aquela boa e velha fórmula da convecção, isto é:
Mas percebam que nos falta o . Então o trabalho da questão é calculá-lo. Utilizando então a relação apropriada para o número de Nusselt (escoamento laminar), temos:
Por fim, a taxa de transferência de calor é:
O que corresponde a letra c).
Resposta
Letra c).