Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Incropera - Fundamentos de Transferência de Calor e Massa- Ed: 7º - Capítulo 8.Problemas - Ex. 59
Um fluido quente passa através de um tubo de parede delgada, com de diâmetro e de comprimento, e um refrigerante a escoa em escoamento cruzado sobre o tubo. Quando a vazão é e a temperatura na entrada é , a temperatura na saída é
Passo 1
Beleza galerinha, vamos lá! Nesta questão, vamos trabalhar com estimativas e representações gráficas. Isso pode parecer um pouco assustador porque a gente fica meio que sem rumo, mas relaxa galera. Muito do que a questão nos entrega já da pra fazer aquela estimativa bacana, sem precisar perder os cabelos! (Nada contra os carecas). No item (a), vamos partir da equação 8.45a, para acharmos a temperatura de saída.
Agora vamos fragmentar para respondermos o item (a). Da formula, temos:
Onde e são coeficientes para fluxo interno e externo, respectivamente. Vamos agora achar esses coeficientes!
Passo 2
Esses coeficientes saem com base no número de Reynolds, que serve para entendermos o regime de escoamento do fluido. Temos da fórmula do número de Reynolds dada por:
Que segundo os dados da questão,
Considerando o fluxo a ser totalmente desenvolvido ao longo da pilha () e com , usaremos a correlação Dittus-Boelter. Essa correlação que nos possibilita achar a partir do número de Reynolds.
Aplicando a formula e isolando ,
Agora vamos calcular o , mudando somente o valor da constante da correlação de Dittus-Boelter!
Passo 3
Agora que temos isso, vamos voltar na nossa primeira equação e aplicar todos os valores que temos! Só lembrando pessoal, que ela pode ser reescrita assim:
Agora, vamos ao item (b). Utilizando as correlações e propriedades das placas de ferramentas da IHT, com uma temperatura de superfície de Ts = 523 K assumida exclusivamente com a finalidade de avaliar as propriedades associadas ao fluxo de ar sobre o cilindro, foram gerados os seguintes resultados a partir da equação base, relacionando-a com a velocidade do vapor!
