Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Çengel - Transferência de Calor- Ed: 4º - Capítulo 9.Problemas - Ex. 133
Um tubo horizontal de 4 m de comprimento e 5 cm de diâmetro onde escoa refrigerante passa através da sala a 20°C. O tubo não é bem isolado, e a temperatura da superfície externa do tubo é -10°C. A emissividade da superfície do tubo é 0,85, e as superfícies em torno estão a 15°C. A fração de calor transferido para o tubo por radiação é
(a) 0,24
(b) 0,30
(c) 0,37
(d) 0,48
(e) 0,58
Passo 1
Sabemos que o tubo tem dimensões 4 m e 0,05 m. A temperatura da sala é 20°C 293 K e da superfície do tubo é -10°C 263 K. A emissividade do tubo é 0,85 e devemos considerar as propriedades do ar a 15°C. Nesta temperatura:
Vamos considerar que ocorre transferência de calor por radiação e convecção natural. No final, vamos somar as duas taxas e conferir o quanto a transferência por radiação representa do total. Tudo bem? Vamos lá então.
A taxa de transferência de calor por radiação é:
Passo 2
Agora, vamos determinar a taxa de transferência por convecção. O primeiro passo é obter o coeficiente convectivo a partir da correlação de Nusselt para cilindro horizontal:
Temos quase todos os valores, com exceção do número de Rayleigh. Vamos determiná-lo:
Já temos todas as variáveis necessárias para o número de Nusselt. Então vamos calcular :
A taxa de transferência por convecção é dada por:
Passo 3
A transferência de calor total é:
Então, a transferência por radiação representa:
Resposta
Alternativa (d).