Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Incropera - Fundamentos de Transferência de Calor e Massa- Ed: 7º - Capítulo 8.Problemas - Ex. 71
Um tubo metálico com parede fina e 50 mm de diâmetro, coberto com uma camada de isolamento térmico (k = 0,085 W/(m · K)) com 25 mm de espessura, transporta vapor de água superaquecido à pressão atmosférica e encontra-se preso por suportes ao teto de uma grande sala. A temperatura do vapor na entrada do tubo é de 120°C e a temperatura do ar é de 20°C. O coeficiente de transferência de calor por convecção na superfície externa revestida do tubo é de 10 W/(m2 · K). Se a velocidade do vapor for de 10 m/s, em que posição ao longo do tubo o vapor irá começar a condensar?
Passo 1
Beleza galerinha, vamos lá! Da Eq. 8.45a, onde Tm,x é a temperatura média a qualquer distância x,
O fluxo de massa, com , é
e para o fluxo interno,
Passo 2
Assumindo que o fluxo está totalmente desenvolvido, a correlação Dittus-Boelter produz,
Assim, a partir de Eq. 3.36, o coeficiente global para a superfície interna é,
Passo 3
Com a condensação ocorrendo quando a temperatura da superfície atinge 100°C, o valor correspondente de Tm pode ser determinado a partir do local (x = x1),
A distância a que a temperatura média do vapor é de 106°C pode então ser estimada a partir de Eq. (1), onde P = πDi e U = Ui,
