Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Çengel - Transferência de Calor- Ed: 4º - Capítulo 7.Problemas - Ex. 72
72 – Uma garrafa cilíndrica de de diâmetro e de altura contém água fria a . A garrafa é colocada no ar com vento a . A temperatura da água é medida como após 45 minutos de troca de calor. Desconsiderando os efetiso da radiação e a transferência de calor a partir das superfícies superior e inferior, estime a velocidade média do vento.
Passo 1
Dados:
Diâmetro da garrafa,
Altura da garrafa,
Temperatura da água fria,
Temperatura do ar,
Temperatura da água após 45 min,
Passo 2
Temperatura média de filme da água:
As propriedades da água a são:
Temperatura média de filme do ar:
Com a pressão de e temperatura média do filme , temos:
O número Prandtl é:
Condutividade térmica é:
A viscosidade cinemática é:
Passo 3
Massa de água na garrafa, é dada por:
Temos que o calor adicionado à água é:
Taxa de transferência de calor,
Passo 4
Taxa de transferência de calor de condução:
Substituindo pelos valores conhecidos, temos:
Passo 5
O Número Nusselt é:
O número de Reynolds é calculado usando a relação,
Passo 6
A velocidade do ar é calculada usando a relação,
A velocidade média do vento é .
Resposta
A velocidade média do vento é .