Enunciado

Repita o Prob 10-63 para o caso de 32 tubos horizontais dispostos em uma matriz retangular de 4 tubos de altura e 8 tubos de largura.

Passo 1

Na temperatura de saturação (T=35°C = 95°F) temos as propriedades do vapor,

h f g = 1040   B t u / l b m e ρ v = 0,0025   l b m / f t ³

Por sua vez, para a fase líquida, tomaremos as propriedades na temperatura de filme, que é T f = T s a t + T s 2 = 95 + 65 2 = 80 ° F

ρ l = 62,22   l b m / f t ³

C P l = 1   B t u / l b m . ° F

K l = 0,352   B t u / h . f t . ° F = 0,097   B t u / ( s . f t . ° F )

μ l = 5,764   x   10 - 4   l b m / f t . s

v l = μ l ρ l = 0,033 f t ² / h

Passo 2

A relação para o coeficiente de transferência para um tubo é:

h = 0,729   g ρ l ρ l - ρ v h f g ' K l 3 μ l T s a t - T s D 1 4

Precisamos calcular h f g ' = h f g + 0,68 C P l T s a t - T s = 1040 + 0,68   x   1   x   95 - 65

h f g ' = 1060   B t u / l b m  

Por fim, temos:

h = 0,729   32,2 62,22 62,22 - 0,0025 1060 0,352 3 1 h 3600 s 2 2,075 30 - 20 0,066 1 4 = 1501 B t u h   . f t 2 . ° F  

Passo 3

De posse do valor do coeficiente convectivo para um tubo a gente calcula para N TUBOS!!

N é o número de tubos numa coluna!!

h N t u b o s = h 1 t u b o N 1 4 → h N t u b o s = 1501 4 1 4 = 1061 B t u h . º F . f t 2

Portanto,

q = h A T s a t - T s = h N t u b o s N π D L T s a t - T s

N=32 tubos

q = 213300 B t u h

Passo 4

(b) Para essa questão é usarmos o clássico e maroto q = m ˙   h f g ' → m ˙ = q h f g '

m ˙ = q h f g ' = 213300 1060 = 201,3   l b m / h

Resposta

q = 213300   B t u / h

m ˙ = 201,3   l b / h

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