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Enunciado

FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Incropera - Fundamentos de Transferência de Calor e Massa- Ed: 8º - Capítulo 6.Problemas - Ex. 44

A seção de secagem de uma fábrica de papel consiste em 30 rolos cilíndricos de 1,5   m de diâmetro e 3   m de comprimento. Um arco de 225° de cada rolo está em contato com a folha de papel úmido, enquanto a superfície restante do rolo é coberta com uma película de água que é diretamente exposta ao ar em alta velocidade a uma temperatura de T ∞ = 35 ° C e umidade relativa de 95 % . Determine o coeficiente de transferência de massa com média de área associado às superfícies expostas do rolo se a temperatura da água é 90 ° C e a taxa de evaporação total das superfícies expostas é de 80   k g / s .

Passo 1

Bora começar a resolver mais uma questão!

Começamos o nosso problema explicitando a equação de taxa de transferência de massa por convecção:

m ˙ e v a p ' ' = n A ' '

Abrindo a nossa equação:

n A N A = n A N 2 π r 2 + 2 π r L = h m - ( ρ A , s - ρ A , ∞ )

Como queremos o coeficiente de transferência de massa por convecção, devemos isolá-lo:

h m - = n A N 2 π r 2 + 2 π r L ρ A , s - ρ A , ∞

Onde:

ρ A , s = ρ A , s a t

E

ρ A , ∞ = φ ρ A , s a t

Substituindo esses termos na nossa equação, temos:

h m - = n A N 2 π r 2 + 2 π r L ρ A , s a t - φ ρ A , s a t

Agora, só precisamos obter os dados para calcularmos o que queremos!

Passo 2

Pela Tabela A.6 conseguimos obter a seguintes propriedades da água saturada à temperatura média de 62,5 ° C   ( ≅ 335   K ) :

ρ A , s a t = 1 v g = 1 7,09 = 0 , 14   k g / m 3

Com:

φ = 0 , 9 5

Um arco de 225° equivale à 62,5% de uma unidade de rolo.:

Substituindo na nossa equação, obtemos:

h m - = 80 0,625 ⋅ 30 ⋅ 2 ⋅ π ⋅ 1,5 2 4 + 2 ⋅ π ⋅ 1,5 2 ⋅ 3 ⋅ 0,14 - 0,95 ⋅ 0,14

h m - = 34,5     m / s

E assim finalizamos a nossa questão!

Até a próxima questão!

Resposta

h m - = 34,5     m / s

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