Responde Aí
Acesse com GoogleAcesse com AppleAcesse com Facebook

Enunciado

FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Incropera - Fundamentos de Transferência de Calor e Massa- Ed: 7º - Capítulo 3.Problemas - Ex. 63

Um tanque de armazenamento possui uma seção cilíndrica, com comprimento e diâmetro interno de L = 2   m e D i = 1   m , respectivamente, e duas calotas hemisféricas nas extremidades. O tanque é fabricado em vidro (Pyrex) com 20   m m de espessura e encontra-se exposto ao ar ambiente, no qual a temperatura é de 300   K e o coeficiente convectivo é igual a 10   W / ( m 2 · K ) . O tanque é usado para armazenar óleo aquecido, que mantém a superfície interna a uma temperatura de 400   K . Determine a potência elétrica que deve ser fornecida a um aquecedor submerso no óleo, se as condições especificadas devem ser mantidas. Efeitos da radiação térmica podem ser desprezados e a condutividade térmica do Pyrex pode ser suposta igual a 1,4   W / ( m · K ) .

Passo 1

A taxa na qual a potência deve ser fornecida é igual à perda de calor nas seções cilíndrica e hemisférica.

Então:

q = q c i l + 2 q h e m

q = q c i l + q e s f

Assim:

q = T s , i - T ∞ R c o n d + R c o n v c i l + T s , i - T ∞ R c o n d + R c o n v e s f

Expandindo:

q = T s , i - T ∞ ln ⁡ D o D i 2 π L k + 1 π D o L h + T s , i - T ∞ 1 2 π k 1 D i - 1 D o + 1 π D o 2 h

Passo 2

Dados:

T s , i = 400   K ;

T ∞ = 300   K ;

D i = 1   m ;

D o = 1,04   m ;

L = 2   m ;

k = 1,4   W / ( m · K ) ;

h = 10   W / ( m 2 · K ) .

Temos:

q = 400 - 300 ln ⁡ 1,04 1 2 π ⋅ 2 ⋅ 1,4 + 1 π ⋅ 1,04 ⋅ 2 ⋅ 10 + 400 - 300 1 2 π ⋅ 1,4 1 - 1 1,04 + 1 π ⋅ 1,04 2 ⋅ 10

q = 5705 + 2963

q = 8668   W

Resposta

q = 8668   W

Ver Outros Exercícios desse livro

Exercícios de Livros Relacionados

Um reservatório esférico de aço inoxidável k =15Wm·K de 8 m de diâmetro interno e 1,5 cm de espessura é usado para armazenar água com gelo a 0°C. O reservatório está localizado em uma sala cuja temper
O vapor a 280°C escoa em um tubo de aço inoxidável k =15Wm·K cujos diâmetros interno e externo são de 5 cm e 5,5 cm, respectivamente. O tubo é coberto com isolante de lã de vidro k =0,038Wm·K de 3 cm
Uma seção de 50 m de comprimento de um tubo de vapor cujo diâmetro externo é de 10 cm passa por um espaço aberto a 15°C. A temperatura média da superfície externa do tubo é medida em 150°C. Se o coefi
Reconsidere o Problema 3-73. Usando EES (ou outro programa), trace a parcela do custo da energia da água quente devido à perda de calor do tanque em função da temperatura da água quente na faixa de 40
Considere um aquecedor elétrico de água quente com 1,5 m de altura e 40 cm de diâmetro e mantenha a água quente a 60°C. O reservatório está localizado em uma pequena sala cuja temperatura média é de 2