Responde Aí
Acesse com GoogleAcesse com AppleAcesse com Facebook

Enunciado

FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Çengel - Transferência de Calor- Ed: 4º - Capítulo 8.Problemas - Ex. 56

Glicerina líquida está escoando por um tubo longo de diâmetro de 25   m m e 10   m de comprimento. A glicerina líquida entra no tubo a 20   ° C com vazão mássica de 0,5   k g / s . Considerando que a temperatura média na saída é   40   ° C e a temperatura da superfície do tubo é constante, determine a temperatura da superfície do tubo.

Passo 1

Primeiramente devemos estimar uma temperatura média em relação a temperatura de entrada e saída.

T m é d i a = T e n t r a d a + T s a í d a 2 = 30 ℃

Com a temperatura média faremos um levantamento das propriedades...

c p = 2447 J k g ∙ K ; k = 0,2860 W m ∙ K ;   μ = 0,6582 k g m ∙ s ; P r = 5631

Agora podemos analisar o número de Reynolds, onde temos que:

R e = 4 m ˙ π D μ = 4 0,5 k g s π 0,025   m 0,6582 k g m ∙ s = 38,7 < 2300

Portanto o escoamento é laminar. Determinando o comprimento hidrodinâmico e térmico, temos que para laminar:

L h ≈ 0,05 R e D = 0,0484   m < 10   m

L t ≈ 0,05 R e P r D = 273   m > 10   m

Portanto o escoamento é completamente desenvolvido hidrodinamicamente, porém ainda está se desenvolvendo termicamente.

Passo 2

Calculando o nosso número de Nusselt com a equação corresponde as nossas condições:

N u = 3,66 + 0,065 D L R e P r 1 + 0,04 D L R e P r 2 3

N u = 3,66 + 0,065 0,025 10 38,7 5631 1 + 0,04 0,025 10 38,7 5631 2 3 = 13,31

Logo, podemos calcular o coeficiente de transferência de calor, que será de:

h = k D N u = 152 W m 2 ∙ K

Passo 3

A temperatura na superfície pode ser determinada a partir da expressão abaixo:

T s a í d a = T s - T s - T i exp ⁡ - h A s m ˙ c p  

T s = T s a í d a - T e n t r a d a exp ⁡ - h A s m ˙ c p 1 - exp ⁡ - h A s m ˙ c p  

Note que...

h A s m ˙ c p = 152 W m 2 ∙ K π 0,025   m 10   m 0,5 k g s 2447 J k g ∙ K    

Logo,

T s = 40 ℃ - 20 ℃ exp ⁡ - 0,09757 1 - exp ⁡ - 0,09757 = 235 ℃

Resposta

Ei, a resposta está no passo a passo :)

Ver Outros Exercícios desse livro

Exercícios de Livros Relacionados

Ar a 20 ℃ ℃ 1a t m , entra em tubo circular de 5m m de diâmetro e 10c m de comprimento com velocidade média de 5m / s . A parede do tubo é mantida a uma temperatura de superfície constante de 160 ℃ ℃.
Água a 15 ℃ ℃ é aquecida ao passar dentro de tubos de cobre de parede fina de 2c m de diâmetro. O calor é fornecido para a água por meio de vapor que condensa fora dos tubos de cobre em 120 ℃ ℃. Consi
Repita o Prob. 8-64 para um duto horizontal circular de 15c m de diâmetro.
Considere um tubo liso de 25m m de diâmetro e 15m de comprimento usado para o aquecimento de fluidos. A parede é aquecida eletricamente para fornecer um fluxo de calor constante ao longo da superfície
Um computador resfriado por ventilação contém oito placas de circuito impresso (PCI), cada uma dissipando 12W de potência. As placas têm 12c m de altura e 15c m de comprimento. A folga entre as pontas