Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Çengel - Transferência de Calor- Ed: 4º - Capítulo 1.Problemas - Ex. 78
Reconsidere o Prob. 1-77 para oxigênio líquido, que tem temperatura de ebulição de , calor de vaporização de e densidade de em pressão de .
Passo 1
Dados fornecidos:
Diâmetro do tanque esférico:
Temperatura do ar ambiente:
Coeficiente de transferência de calor:
Temperatura de ebulição do oxigénio:
Calor de vaporização do oxigênio:
Densidade do oxigênio:
Premissas:
1) Existem condições operacionais estáveis.
2) A transferência de calor por radiação é desconsiderada.
3) O coeficiente de transferência de calor por convecção é constante e uniforme sobre a superfície.
4) A temperatura do tanque esférico de casca fina é quase igual à temperatura do oxigênio no interior.
Passo 2
Fala galera!!!
Pare resolver essa questão, podemos começar calculando a área de transferência de calor da esfera. Assim temos:
Aqui, é a área da superfície da esfera, é o raio da esfera e é o diâmetro da esfera. Substituindo os termos da equação acima pelos dados fornecidos, temos:
Passo 3
Agora, vamos calcular a taxa de transferência de calor do tanque de oxigênio usando a seguinte expressão:
Aqui, é o coeficiente de transferência de calor por convecção, é a temperatura ambiente, é a temperatura da superfície da esfera e é a área superficial da esfera. Substituindo os termos da equação acima pelos dados obtidos, temos:
Passo 4
Temos que o calor transferido por convecção é igual ao calor fornecido para a evaporação do oxigênio. Assim, podemos calcular a taxa de evaporação usando a relação para transferência de calor para o oxigênio líquido. Assim temos:
Aqui, é o calor latente de vaporização. Substituindo os termos da equação acima pelos dados obtidos, temos:
Portanto, a taxa de evaporação do oxigênio líquido é .