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Enunciado

FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Incropera - Fundamentos de Transferência de Calor e Massa- Ed: 7º - Capítulo 10.Problemas - Ex. 08

Uma expressão simples para levar em consideração o efeito da pressão no coeficiente convectivo da ebulição nucleada em água (W/(m2 · K)) é:

na qual p e pa são a pressão do sistema e a pressão atmosférica padrão, respectivamente. Para uma placa horizontal e no intervalo 15

Passo 1

Fala aí! Vamos resolver essa questãozinha aí! Nosso enunciado quer que a gente compare as estimativas da expressão dada e com a correlação de Rohsenow… Beleza então vamos nessa!

Antes de qualquer coisa precisamos de alguns dados adicionais… Então vamos visitar o apêndice do livro e ir lá na tabela A-6 e com a pressão de 2   b a r teremos:

ρ l = 942,7   k g / m ³ c p ,   l = 4244,3   J / k g . K μ l = 230,7   .   10 - 6   N . s / m ²

P r l = 1,43 h f g = 2203   k J / k g σ = 54,97   .   10 - 3   N / m

ρ v = 1,1082   k g / m ³

E com a pressão de 5   b a r , vamos ter:

ρ l = 914,7   k g / m ³ c p ,   l = 4316   J / k g . K μ l = 179   .   10 - 6   N . s / m ²

P r l = 1,13 h f g = 2107,8   k J / k g σ = 48,4   .   10 - 3   N / m

ρ v = 2,629   k g / m ³

Vamos as continhas!

Passo 2

Vamos achar o q s " assim, olha só:

q s " = h   .   Δ T e

E o h nós vamos achar com a fórmula que o enunciado deu, belê?

h = C   .   Δ T e n   .   p p a 0,4

Vamos fazer para as duas pressões, ok?

Primeiro com p = 2   b a r :

h = 5,56   .   10 3   .   2 1,0133 0,4

h = 7298   W / m ² . K

Vamos ter um:

q s " = 7298   .   10

q s " = 72980   W / m ² . K

ou

q s " = 73   k W / m ² . K

Passo 3

Agora vamos fazer o mesmo procedimento com p = 5   b a r :

h = 5,56   .   10 3   .   5 1,0133 0,4

h = 10529   W / m ² . K

Vamos ter um:

q s " = 10529   .   10

q s " = 105290   W / m ² . K

ou

q s " = 105   k W / m ² . K

Passo 4

A metade já está pronta, agora precisamos encontrar o q s " com a correlação de Rohsenow:

q s " = μ l   .   h f g   .   g   .   ρ l - ρ v σ 1 / 2   .   c p ,   l   .   Δ T e C s ,   f   .   h f g   .   P r l n 3

Vamos começar com a p = 2   b a r :

q s " = 230,7   .   10 - 6   .   2203   .   10 3   .   9,8   .   942,7 - 1,082 57,97   .   10 - 3 1 / 2   .   4244,3   .   10 0,013   .   2203   .   10 3   .   1,43 1 3

q s " = 232   k W / m ²

Agora com nossa pressão p = 5   b a r :

q s " = 179   .   10 - 6   .   2107,8   .   10 3   .   9,8   .   914,7 - 2,629 48,4   .   10 - 3 1 / 2   .   4316   .   10 0,013   .   2107,8   .   10 3   .   1,13 1 3

q s " = 439   k W / m ²

Resposta

Pela correlação dada em:

p = 2   b a r ⇒ q s " = 73   k W / m ² . K

p = 5   b a r ⇒ q s " = 105   k W / m ² . K

Pela correlação de Rohsenow em:

p = 2   b a r ⇒ q s " = 232   k W / m ²

p = 5   b a r ⇒ q s " = 439   k W / m ²

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