Um rotor de turbina na forma de disco é tratado termicamente pela imersão em água a p   =   1   a t m . Inicialmente, o rotor está a uma temperatura uniforme de T i   =   1100 ° C e a água está em seu ponto de ebulição quando o rotor é imerso no banho de têmpera por um gancho.

(a) Supondo comportamento de capacitância global e propriedades constantes no rotor, represente em um gráfico cuidadosamente a temperatura do rotor com o tempo, apontando características importantes na sua curva T(t). O rotor encontra-se na Orientação A.

(b) Se o rotor for reorientado de modo que suas superfícies maiores fiquem na horizontal (Orientação B), a diminuição da temperatura do rotor será mais ou menos rápida em relação à Orientação A.

Passo 1

Vamos lá! Nosso problema pede a análise do comportamento da temperatura para ambas as orientações, mas antes vamos dar uma olhada na figura 10.4 do livro para entendermos o comportamento do processo de formação de camada de Leidenfrost.

O sentido do nosso processo vai do ponto E até o ponto A, pois é um desaquecimento.

Agora precisamos fazer nossas famosas considerações. Hehe (u.u)

I - P r o p r i e d a d e s   c o n s t a n t e s

I I - C o n s i d e r a ç ã o   d e   c a p a c i t â n c i a   g l o b a l   é   a c e i t á v e l  

Passo 2

a)

Vamos lá! precisamos interpretar a nossa figura 10.4 , temos que durante o processo de resfriamento saindo do ponto E até o ponto A , a temperatura vai decair até o ponto de Leidenfronst D .

Após isso teremos um aumento grande no fluxo de calor então isso nos indica que haverá uma redução mais brusca na temperatura até o ponto de fluxo crítico C .

Por fim o fluxo cai até se tornar linear novamente, com essas informações podemos montar nosso gráfico.

Por fim chegamos a nosso ao nosso ponto A que a diferença de temperatura se torna pequena o suficiente para a convecção deixar de ser forçada e se tornar livre.

Passo 3

b)

Essa é simples então vamos matar no peito e botar pra dormir, (analogia ao processo de se dominar uma bola no futebol kkkk).

Para a primeira orientação a camada de ebulição escoa do banho pra atmosfera tendo em vista que a superfície não retém sua passagem, já com o rotor na orientação B a superfície bloqueia a passagem da camada, fazendo o resfriamento ser mais lento em relação a orientação A

Representação da formação de filme e sentido de escoamento o mesmo, para ambas as orientações.

Isso é tudo pessoal! \o/

Resposta

a) Vide passo-a-passo

b) A orientação b tem como consequência um resfriamento mais lento

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