Responde Aí
Acesse com GoogleAcesse com AppleAcesse com Facebook

Enunciado

FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Incropera - Fundamentos de Transferência de Calor e Massa- Ed: 8º - Capítulo 9.Problemas - Ex. 26

O escoamento de ar através de um longo duto de ar-condicionado, com formato quadrado e 0 , 3   m de lado, mantém sua superfície externa a uma temperatura de 1 5   ° C . Se o duto, na posição horizontal, não tem isolamento térmico e está exposto ao ar a 35   ° C no porão de uma casa, qual é o ganho de calor por unidade de comprimento do duto?

Passo 1

Falaaaaaaaaaaaaaaaa Tribuxo?

Bora resolver mais uma questão!?

Para encontrarmos o ganho de calor, vamos usar a seguinte equação:

q ' = 2   . h - s   .   H + h - t   .   W + h - b   .   W   .   T   ∞ - T   s

Mas não temos h - s , h - t e h - b , por isso vamos calcular:

N u L - = h - s L k

h - t = k L   .   0,54   .   R a L 1 / 4  

h - b = k L   .   0,5 2   .   R a L 1 / 5

Mas também não temos N u L - , então:

N u L - = 0 , 68 + 0,67 R a L 1 / 4 1 + 0,492 P r 9 / 16 4 / 9

E por isso vamos calcular o número de Rayleigh:

R a = g β Δ T L 3 v α

Para consultar os parâmetros na Tabela A.4, vamos considerar:

T f = T s + T   ∞ 2

T f = 1 5 + 3 5 2

T f = 2 5

Teremos uma temperatura de 298   K mas podemos considerar que é de 3 0 0   K , para polpar- nos tempos. Segundo a Tabela A.5, onde teremos: α = 22,5 × 10 - 6   m 2 / s , v = 15,89 × 10 - 6   m 2 / s , k = 0 , 0263   W / m . K e P r = 0,707 . Para β :

β = 1 T

β = 1 300

Substituindo no número de Rayleigh, temos:

R a = 9,81 ∙ 1 300 ∙ 20 ∙ 0 , 3 3 15,89 × 10 - 6 ∙ 22,5 × 10 - 6

R a = 4,939   . 10 7

Passo 2

Voltando para:

N u L - = 0,68 + 0,67 R a L 1 / 4 1 + 0,492 P r 9 / 16 4 / 9

Temos que:

N u L - = 0,68 + 0,67   .     4 , 939   . 10 7 1 / 4 1 + 0,492 0,707 9 / 16 4 / 9

N u L - = 4 3 , 7 4 3

Voltando para:

N u L - = h - s L k

Temos que:

43,74 3 = h - s   .   0,3 0,0263

h - s = 3,835   W / m 2   .   K

Passo 3

Agora, para podermos voltar para h - t e h - b , o nosso R a L será diferente devido ao L que iremos usar:

L = A s P = W 2

L = 0,150

Aplicando em R a :

R a = 9,81 ∙ 1 300 ∙ 20 ∙ 0 , 15 3 15,89 × 10 - 6 ∙ 22,5 × 10 - 6

R a = 6 , 174   . 10 6

Voltando para: h - t = k L   .   0,54   .   R a L 1 / 4  

Temos que:

h - t = 0,0263 0,15   .   0,54   .   6,174   . 10 6 1 / 4

h - t = 4,720   W / m 2   .   K

E voltando para:

h - b = k L   .   0,52   .   R a L 1 / 5

h - b = 0,0263 0,15   .   0,5 2   .   6,174   . 10 6 1 / 5

h - b = 2,080   W / m 2   .   K

Passo 4

Relaxa que estamos no fim, agora vamos substituir tudo em:

q ' = 2   . h - s   .   H + h - t   .   W + h - b   .   W   .   T   ∞ - T   s

q ' = 2   . 3,835   .   0,3 + 4,720   .   0,3 + 2,080   .   0,3   .   35 - 15

q ' = 86,82   W / m

Foi divertido!!!!

Bora matar mais uma!

Resposta

q ' = 86,82   W / m

Ver Outros Exercícios desse livro

Exercícios de Livros Relacionados

Um conjunto de fornos de secagem é montado sobre uma prateleira em uma sala com o ar ambiente a uma temperatura de 27°C. Os fornos cúbicos têm 500 mm de lado e o espaçamento entre eles é de 15 mm.(a)
Considere uma seção horizontal de um teto plano, que tem as mesmas dimensões de uma seção vertical de uma parede. Para ambas as seções, as superfícies expostas ao espaço preenchido pelo ar estão a 18°
A placa absorvedora e a placa de cobertura adjacente em um coletor solar plano estão a 70° e 35°C, respectivamente, e encontram-se separadas por uma camada de ar com 0,05 m de espessura. Qual é a taxa
Considere um sistema de armazenamento térmico no qual o material que muda de fase (parafina) é confinado em um grande reservatório, cuja superfície inferior, horizontal, é mantida a Ts = 50°C por água
Uma cavidade retangular é formada por duas placas paralelas quadradas com 0,5 m de lado, separadas por uma distância de 50 mm. As fronteiras laterais da região entre as placas são isoladas. A placa aq