Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Çengel - Transferência de Calor- Ed: 4º - Capítulo 9.Problemas - Ex. 22
22 - Uma seção de de comprimento de um tubo de água quente horizontal com de diâmetro passa por uma grande sala cuja temperatura é de . Se a temperatura e a emissividade da superfície externa do tubo forem e, respectivamente. Determine a taxa de perda de calor do tubo por ( a ) convecção natural e ( b ) radiação.
Passo 1
Dados fornecidos:
A perda de calor através do tubo é devida à convecção e radiação
Comprimento da seção do tubo,
O diâmetro da seção do tubo,
Temperatura ambiente (ambiente),
A temperatura da superfície do tubo,
Emissividade
Passo 2
- Temos que a temperatura de filme é:
- Transferência de calor por radiação:
Portanto, temos as seguintes propriedades do ar para a pressão de e .
A Condutividade térmica é:
A Viscosidade cinemática é:
O número Prandtl é:
A gravidade é:
Passo 3
O Coeficiente de expansão é:
Encontre o comprimento da característica.
Usando os valores acima, o número Rayleigh se torna:
Passo 4
Usando o número de Rayleigh, calcule (número de Nusselt):
Passo 5
O coeficiente de transferência de calor por convecção é determinado a partir da equação dada por:
Reescreva para achar :
Agora a taxa de transferência de calor pode ser calculada como:
Portanto, a transferência de calor pela convecção natural é dada por
Passo 6
Portanto, a transferência de calor pela radiação é dada por .
Resposta
- .
- .