Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Incropera - Fundamentos de Transferência de Calor e Massa- Ed: 7º - Capítulo 6.Problemas - Ex. 61
Um objeto de forma irregular e comprimento de 1 m, mantido a uma temperatura constante de 100°C, está suspenso em uma corrente de ar com uma temperatura na corrente livre de 0°C, uma pressão de 1 atm e uma velocidade de . A temperatura do ar medida em um ponto próximo ao objeto na corrente de ar é de 80°C. Um segundo objeto com a mesma forma e comprimento de 2 m está suspenso da mesma maneira em uma corrente de ar. A velocidade da corrente livre do ar é de . O ar e o objeto estão a 50°C, e a pressão total é de 1 atm. Um revestimento plástico sobre a superfície do objeto está sendo secado através desse processo. A massa molar do vapor é igual a 82 e a pressão de saturação a 50°C do material
plástico é de 0,0323 atm. A difusividade mássica do vapor no ar a 50°C é de .
- Para o segundo objeto, em uma localização que corresponde ao ponto de medida no primeiro objeto, determine a concentração do vapor e a sua pressão parcial.
- Se o fluxo térmico médio, q″, no primeiro objeto é de , determine o fluxo de massa médio no segundo objeto.
Passo 1
Aloooo galera de cowboy !!
Aloooo galera de peão !!!
Vamos seguir?
Nós queremos achar para o caso 2 a concentração do vapor e a sua pressão parcial, certo?
Se é assim o primeiro que precisamos obter é o número de Reynolds para ambos os casos!
Lembrando que:
Na temperatura média de 323 K:
No Caso 1 nós temos:
Então:
No Caso 2 nós temos:
Então:
Portanto,
Mas não comemorem ainda, nós precisamos do número de Schmidt para o segundo caso:
Olhaa que legal, aqui nós também temos !
Passo 2
E o que isso nos trouxe até agora, além de muitas contas??
Uma relação adimensional muito importante:
Usando a equação 6.51 do livro:
Para calcular a concentração na superfície precisamos usar uma nova relação:
Já no ambiente:
Substituindo na fórmula e achando
Então nós achamos que a concentração de vapor será
Mas ainda precisamos da pressão de vapor, não é?
Para isso vamos usar a fórmula que já conhecemos:
Passo 3
Na letra (b) nós queremos o fluxo de massa médio no segundo objeto, mas como?
Vamos precisar de duas equações:
Fazendo a razão entre elas:
Usando a relação:
Substituindo:
Como nós temos todos os dados é só coloca-los aqui:
E acabamos mais uma galerinhaa !!