Repita o Problema 8.66 para um tubo circular de diâmetro D = 2 mm, um fluxo imposto de q ″   =   200.000   W / m 2 , e uma vazão mássica de m = 10 g/s.

Passo 1

Beleza galerinha, vamos lá! O número Reynolds para a água pura, é 745. e o fluxo é laminar. Da mesma forma, o número Reynolds para o nanofluido é ReD,nf = 662. O comprimento de entrada hidrodinâmica para a água pura é xfd,h = 0,05ReDD = 0,05 × 745 × 0,2/1000 m = 7,45 × 10-3 m = 7,45 mm e o fluxo na saída do tubo é hidrodinâmico totalmente desenvolvido. Similarmente, o comprimento de entrada hidrodinâmica para o nanofluido é xfd,h,nf = 6,62 × 10-3 m = 6,62 mm e o fluxo na saída do tubo também está totalmente desenvolvido hidrodinamicamente. Para a água pura, o comprimento de entrada térmica é xfd,t = xfd,hPr bf= 7,45 mm × 5,83 = 43,4 mm, enquanto para o nanofluido xfd,t ,nf= xfd,h,nfPrnf= 6,62 mm × 4,91 = 32,5 mm e o fluxo também está completamente desenvolvido termicamente na saída do tubo para ambos os fluidos.

Passo 2

Para condições de fluxo de calor constante, o número Nusselt local na região totalmente desenvolvida é NuD = 4,36. Aplicação de Eq. (8,40) no rendimento de fluidos puros,

enquanto a aplicação de Eq. (8,40) ao nanofluido resulta em,

Passo 3

A partir de Eq. (8,27) a temperatura da parede na saída do tubo que transporta a água pura é,,

Da mesma forma para o nanofluido,

Resposta

T s = 43.61   ° C

T s , n f = 4 4 . 55   ° C

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