Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Çengel - Transferência de Calor- Ed: 4º - Capítulo 3.Problemas - Ex. 79
Reconsidere o Problema 3-78 considerando um tubo feito de cobre em vez de ferro fundido.
Passo 1
Então galerinha, mesmo caso da anterior!
Mas vamos mudar o metal do qual o tubo é feito.
Se mudamos só o metal a resistência interna será igual ao problema anterior:
Assim como as áreas:
Como o metal é diferente, a resistência oferecida pelo tubo também será:
Substituindo os dados:
Agora só falta a resistência externa:
Vocês podem estar pensando que ela também se mantém igual, mas não !
O que acontece aqui é que como o cobre vai apresentar uma resistência menor do que a oferecida pelo ferro então a temperatura da superfície externa será menor do que a apresentada pelo ferro. Vamos assumir então, 70°C.
Então:
Colocando na fórmula do coeficiente:
Na fórmula da resistência:
E a resistência total:
Passo 2
Agora sim nós conseguimos saber qual será a perda de calor para o ambiente.
Usamos a fórmula do calor:
Substituindo:
Como a variação em graus Celsius e kelvin é a mesma:
Beleza! Achamos nossa primeira resposta!
Passo 3
A próxima pergunta é: Qual a velocidade média da água no tubo se a temperatura da água cair 3°C ao passar pelo porão?
Já sabemos que:
Substituindo:
O fluxo mássico mudou, mas as demais variáveis que precisamos não!
Então:
Substituindo estes dados na fórmula:
Passo 4
Baseamos todos os nossos cálculos na suposição que a temperatura da superfície externa do tubo é de 70°C, então precisamos confirmar.
Para isso vamos usar a fórmula do calor levando em conta somente a resistência apresentada pela convecção interna e pelo tubo
Substituindo:
Bem próximo do valo que assumimos, então não precisamos repetir nossos cálculos!
De boa, galerinha?!
Resposta
Calor Perdido:
Velocidade: