69. Refrigerante R-22, a uma vazão mássica de = 8,75 × 10–3 kg/s, é condensado no interior de um tubo com 7 mm de diâmetro. Observa-se escoamento anular. A temperatura de saturação do refrigerante pressurizado é Tsat = 45°C e a temperatura de parede é Ts = 40°C. As propriedades do vapor são ρv = 77 kg/m3 e μv = 15 × 10–6 N · s/m2.

(a) Determine o coeficiente de transferência de calor e as taxas de transferência de calor e de condensação por unidade de comprimento para uma qualidade de X = 0,5.

(b) Represente graficamente a taxa de condensação por unidade de comprimento no intervalo 0,2 ≤ X ≤ 0,8.

Letra (a)

Para a resolução deste problema devemos proceder de forma semelhante a da resolução anterior, ficando atento em algumas etapas pois agora o fluido mudou.

Neste caso, como a fração mássica de vapor é de 0,5 nós devemos levar em consideração está informação e o desejado pela opção pode ser determinado como segue.

Neste caso, antes de começar a fazer os cálculos devemos obter as propriedades em da tabela A.5, “Propriedades termo-físicas de R-22 saturado”.

Temperatura saturada,

Calor latente de vaporização, 

Densidade , 

Calor específico da água 

Coeficiente de viscosidade, 

A condutividade térmica do fluido é

Agora, devemos calcular qual é a vazão mássica por unidade de área dada da seguinte maneira:

A partir daí podemos utilizar a correlação de Dobson e Chato uma vez que o valor calculado é maior que o recomendado (

Sendo assim, podemos calcular o número de Reynolds pela seguinte formula:

Calculando o parâmetro de martinelli pela seguinte equação teremos:

Então, o número de Nusselt pode ser obtido a partir da seguinte correlação:

Sendo assim o coeficiente de transferência de calor é dado por:

Portanto, o coeficiente de transferência de calor é

A taxa de transferência de calor por unidade de comprimento é dada como:

Só que nesse caso não temos o calor latente modificado de vaporização. Com isso, podemos calcular o calor latente modificado pela seguinte fórmula:

A taxa de condensação por unidade de comprimento pode ser calculada pela seguinte fórmula:

Portanto, a taxa de condensação por unidade de comprimento é de .

Enfim, encontramos o que foi pedido no item a!!!!