Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Incropera - Fundamentos de Transferência de Calor e Massa- Ed: 7º - Capítulo 8.Problemas - Ex. 64
Com o objetivo de manter as exigências de potência de bombeamento por unidade de vazão abaixo de um nível aceitável, a operação do oleoduto do Problema 8.63 está sujeita à restrição de que a temperatura de saída do óleo deve ser superior a . Para os valores de , , , , , e especificados no Problema 8.63, os parâmetros operacionais que são variáveis e afetam são a condutividade térmica do solo e a vazão de óleo. Dependendo da composição e da umidade do solo, e da demanda por óleo, variações representativas são ) e . Usando as propriedades fornecidas no Problema 8.63, determine o efeito das variações anteriores sobre Tm,sai e sobre a taxa de transferência de calor total . Qual é a pior condição operacional? Se necessário, quais ajustes poderiam ser feitos para assegurar que na pior condição de projeto?
Passo 1
Beleza galerinha, vamos lá! Aqui vamos achar o efeito da condutividade térmica do solo e da vazão na taxa de calor e na temperatura de saída. A partir da análise do Problema 8.63, a temperatura de saída pode ser calculada a partir da expressão
Onde,
Passo 2
Perfeito, continuemos. Para acharmos gráficos consistentes que relacionam a nossa temperatura e a taxa de calor com a condutividade térmica do solo, vamos utilizar a nossa primeira equação em relação aos três tipos de umidade, logo:
Devido a uma redução na resistência da condução térmica do solo com crescentes, há um aumento correspondente na taxa de calor q do tubo e uma redução na temperatura de saída do óleo. A taxa de calor também aumenta com o aumento de (devido a um aumento de e, portanto, uma diminuição na resistência de convecção), mas o aumento da taxa de fluxo, fazendo com que a temperatura de saída aumente com o aumento de .
Resposta
