Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Incropera - Fundamentos de Transferência de Calor e Massa- Ed: 7º - Capítulo 1.Problemas - Ex. 17
Para um processo de ebulição, como o mostrado na Figura 1.5c, a temperatura ambiente na lei do resfriamento de Newton é substituída pela temperatura de saturação do fluido . Considere uma condição na qual o fluxo térmico a partir da placa quente é . Se o fluido for água a pressão atmosférica e o coeficiente de transferência de calor por convecção for , determine a temperatura da superfície superior da placa, . Em um esforço para minimizar a temperatura superficial, um técnico propõe trocar a água por um fluido dielétrico, cuja temperatura de saturação é . Se o coeficiente de transferência de calor associado ao fluido dielétrico for , o plano do técnico vai funcionar?
Passo 1
Fala aí! Vamos resolver essa questão para fortalecer nossos conhecimentos? Partiu!
Bem, o enunciado pede pra gente achar a temperatura da superfície e depois verificar a ideia do técnico de substituir o fluido… Mas antes de tudo vamos começar anotando todos os nossos dados pra gente não se perder, ok?
Agora sim!
Passo 2
Vamos usar a equação da transferência de calor por convecção, beleza?
Precisamos achar a temperatura, então vamos isolar ela na equação para resolver, assim olha só:
Agora vamos começar encontrando a temperatura, tendo a água como fluido:
A já é nossa conhecida, certo? Então vamos substituir:
Aqui a gente não precisa se preocupar em converter a temperatura de Celsius pra Kelvin já que o resultado da divisão é uma variação de temperatura , que vale o mesmo nas duas unidades. Só fica atento pra escrever o resultado na mesma unidade da temperatura .
Então bora pras contas!
Agora vamos fazer o mesmo para o fluido dielétrico!
Passo 3
Vamos nessa!
Uhul! Conseguimos! E vemos que a ideia do técnico não vai funcionar, pois a temperatura da superfície é maior quando usamos o fluido dielétrico.
Resposta
A ideia do técnico não vai funcionar.