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Enunciado

FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Incropera - Fundamentos de Transferência de Calor e Massa- Ed: 8º - Capítulo 6.Problemas - Ex. 59

Ar seco a 32 ° C escoa sobre uma placa úmida (água) com área de 0,2 5   m 2 . O coeficiente convectivo médio é de h - =   2 2   W / ( m 2 · K ) e a potência do aquecedor necessária para manter a placa a uma temperatura de 27 ° C é de 4 98   W . Estime a potência necessária para manter a placa úmida a uma temperatura de 42 ° C em ar seco a 32°C, se os coeficientes convectivos se mantiverem inalterados.

Passo 1

Vem comigo resolver esse problema?

Tudo pronto?

Bora lá!

Começamos a nossa questão aplicando um balanço de energia em nosso sistema:

E ˙ e n t - E ˙ s a i = 0

Abrindo essa equação:

P a q - h m - h f g ρ A , s - ρ A , ∞ + h - T s - T ∞ A s = 0

Calculando o h m - com o Caso 1:

P a q = 498   W

h - = 22   W / m 2 ⋅ K

A s = 0,25   m 2

T ∞ = 32 ° C = 305   K

T s = 27 ° C = 300   K

Com:

φ = 0

Temos:

ρ A , ∞ = 0   k g / m 3

Pela Tabela A.6 a 300 K:

ρ A , s = 0,02556   k g / m 3

h f g = 2438   k J / k g

Substituindo na nossa equação:

498 - h m - ⋅ 2438 × 10 3 ⋅ 0,02556 + 22 ⋅ 300 - 305 ⋅ 0,25 = 0

h m - = 0,034   m / s

Passo 2

Agora, temos como calcular a potência do aquecedor no Caso 2:

T s = 42 ° C = 315   K

Pela Tabela A.6:

ρ A , s = 0,056   k g / m 3

h f = 2402   k J / k g

Substituindo na nossa equação:

P a q - 0,034 ⋅ 2402 × 10 3 ⋅ 0,056 + 22 ⋅ 315 - 305 ⋅ 0,25 = 0

P a q = 1170,8   W

E assim finalizamos a nossa questão, até a próxima!

Resposta

P a q = 1170,8   W

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