Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Incropera - Fundamentos de Transferência de Calor e Massa- Ed: 7º - Capítulo 10.Problemas - Ex. 29
Um rotor de turbina na forma de disco é tratado termicamente pela imersão em água a . Inicialmente, o rotor está a uma temperatura uniforme de 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 do livro para entendermos o comportamento do processo de formação de camada de Leidenfrost.
O sentido do nosso processo vai do ponto até o ponto A, pois é um desaquecimento.
Agora precisamos fazer nossas famosas considerações. Hehe (u.u)
Passo 2
a)
Vamos lá! precisamos interpretar a nossa figura , temos que durante o processo de resfriamento saindo do ponto até o ponto , a temperatura vai decair até o ponto de Leidenfronst .
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 .
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 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