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Enunciado

FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Çengel - Transferência de Calor- Ed: 4º - Capítulo 10.Problemas - Ex. 48

Uma placa quadrada vertical de 0,2 m x 0,2 m está exposta a um vapor de água saturada à pressão atmosférica. Se a temperatura da superfície é 80°C e o fluxo é laminar, estime os coeficientes de transferência de calor no meio e na parte inferior do prato.

Passo 1

Vamos tomar as propriedades na temperatura sugerida, beleza?

ρ l = 965,3   k g / m ³

μ l = 0,315   x   10 - 3 k g m . s

v l = 0,326   x   10 - 6   m ² / s

C P l = 4206 J k g ° C

K l = 0,675 W m . ° C

Nesses problemas de condensação/vaporização, a gente sempre tem que catar o calor latente na temperatura de saturação do fluido. Nesse caso como é água, temos Tsat = 100°C

h f g = 2257   J / k g

ρ v = 0,5978   k g / m ³

Passo 2

Go go caluclar hfg’

h f g ' = h f g + 0,68 C P l T s a t - T s

h f g ' = 2257 + 0,68   x   4206     x   ( 100 - 80 )

h f g ' = 2314   x   10 3 J k g

Passo 3

Agora a gente vai ter que calcular o valor do coeficiente local em função de X.

h x = g ρ l ρ l - ρ v h f g ' K l 3 4 μ l T s a t - T s x 1 4

TOMA CUIDADO!!! FICA SEMPRE LIGADO NOS ÍNDICES DE CADA VARÍAVEL INDICANDO A QUAL FASE A PROPRIEDADE TÁ RELACIONADA!!

Substituindo os valores apropriados, a gente vai encontrar que

h x = 4008 1 x 1 4  

Passo 4

Aí vem a parte boa e fácil: só a gente substituir X pelo valor (em m) da posição que queremos, ou seja X = 0,1 m e depois X = 0,2 m.

h x = 0,1   m = 4008 1 0,1 1 4 = 7130 W m 2 ° C

h x = 0,2   m = 4008 1 0,2 1 4 = 5990 W m 2 ° C

Resposta

h x = 0,1   m = 7130 W m 2 ° C

h x = 0,2   m = 5990 W m 2 ° C

Ver Outros Exercícios desse livro