Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Incropera - Fundamentos de Transferência de Calor e Massa- Ed: 7º - Capítulo 8.Problemas - Ex. 89
Um fluido refrigerante escoa através de um canal retangular (galeria) no interior do corpo de um molde que é utilizado para produzir peças metálicas. As dimensões da galeria são a = 90 mm e b = 9,5 mm, e a vazão volumétrica do fluido é de 1,3 × 10–3 m3/s. A temperatura do refrigerante é de 15°C e a parede do molde encontra-se a uma temperatura aproximadamente uniforme de 140°C.
Para minimizar os problemas de corrosão no molde, que é uma peça de custo elevado, é comum se utilizar como fluido refrigerante o etilenoglicol, no lugar de água de processo. Compare os coeficientes convectivos da água e do etilenoglicol nesta aplicação. Qual é o compromisso entre o desempenho térmico e a minimização da corrosão?
Passo 1
Beleza galerinha, vamos lá! O comprimento característico do canal, o diâmetro hidráulico, Eq. 8,66, onde Ac é a área de fluxo transversal e P é o perímetro molhado. Para o nosso canal,
Para o refrigerante de água, a partir da equação de continuidade, encontre o número de Reynolds para caracterizar o fluxo,
Passo 2
Como o fluxo é turbulento, e assumindo condições totalmente desenvolvidas, use a correlação Dittus-Boelter, Eq. 8,60, para estimar o coeficiente de convecção,
Repetindo os cálculos usando propriedades para o refrigerante de etilenoglicol, encontramos,
