Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Incropera - Fundamentos de Transferência de Calor e Massa- Ed: 7º - Capítulo 8.Problemas - Ex. 95
Com referência à Figura 8.11, considere condições em uma região anular que tem a superfície externa isolada ( = 0) e um fluxo térmico uniforme, , na superfície interna. O escoamento pode ser considerado laminar e plenamente desenvolvido.
(a) Determine o perfil de velocidades u(r) na região anular.
(b) Determine o perfil de temperaturas T(r) e obtenha uma expressão para o número de Nusselt associado à superfície interna.
Passo 1
Beleza galerinha, vamos lá! (a) Da Seção 8.1.3, a solução geral para o Eq. 8.12, que também se aplica ao fluxo anular, conforme representado na Figura 8.11, é,
Aplicando as condições de contorno,
Daí,
e a distribuição de velocidade é,
Passo 2
(b) Para condições totalmente desenvolvidas com fluxo de calor superficial uniforme,
Portanto, a partir do Eq. 8.48, que também se aplica ao fluxo anular,
Substituindo a distribuição de velocidade, com,
E se segue que,
Passo 3
E a distribuição de temperatura é,
Portanto,
Da condição que T(ri) = Ts,i, segue-se que,
A partir das Eqs. 8.67 e 8.69, o número Nusselt da superfície interna é,
Resposta
Ei, a resposta está no passo a passo :)