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 9.Problemas - Ex. 53

Uma tubulação de vapor horizontal, sem isolamento térmico, passa através de uma grande sala cujas paredes e o ar ambiente estão a 300 K. A tubulação, com 150 mm de diâmetro, tem uma emissividade de 0,85 e uma temperatura superficial externa de 400 K. Calcule a perda de calor por unidade de comprimento da tubulação.

Passo 1

Fala aí! Vamos fixar nossos conhecimentos resolvendo esse probleminha? Vamos nessa!

O enunciado quer da gente a perda de calor por comprimento da tubulação nessas condições aí… Então vamos dar isso a ele!

Mas antes vamos anotar nossos dados, beleza?

D = 150   m m   T ∞ = 300   K T s = 400   K ε = 0,85

Opa! Precisaremos de dados adicionais para o nosso cálculo, vamos encontrar eles no apêndice do livro, tabela A-4, assumindo um T f = T s + T ∞ / 2 :

k = 0,030   W / m . K v = 20,92   .   10 - 6   m ² / s

α = 29,9   .   10 - 6   m ² / s P r = 0,700 β = 2,857   .   10 - 3   K - 1

Para encontrar o que o enunciado nos pediu vamos usar a seguinte equação:

q ' = q ' c o n v + q ' r a d = h _ D   .   π   .   D   .   T s - T ∞ + ε   .   π   .   D   .   σ   .   T s 4 - T s u r 4

Vamos as continhas então!

Passo 2

Para encontrar o h _ D , precisamos saber alguns fatores antes, como o R a D :

R a D = g   .   β   .   T s - T ∞   .   D ³ v   .   α

R a D = 9,8   .   1 350   .   10 - 6   .   400 - 300   .   ( 0,150 ) ³ 20,92   .   10 - 6   .   29,9   .   10 - 6

R a D = 1,511   .   10 7

E vamos usar as seguintes equações:

N u _ D = 0,60 + 0,387   .   R a D 1 / 6 1 + 0,599 P r 9 / 16 8 / 27 2

N u _ D = 0,60 + 0,387   .   1,511   .   10 7 1 / 6 1 + 0,599 0,700 9 / 16 8 / 27 2

N u _ L = 31,88

E por fim teremos o nosso h _ D :

h _ D = N u _ D   .   k L

h _ D = 31,88   .   0,030 0,15

h _ D = 6,38   W / m ² . K

Passo 3

Agora simmm… Vamos achar nosso q ' :

q ' = h _ D   .   π   .   D   .   T s - T ∞ + ε   .   π   .   D   .   σ   .   T s 4 - T s u r 4

q ' = 6,38   .   π   .   0,150   .   400 - 300 + 0,85   .   π   .   0,150   .   5,67   .   10 - 8   .   400 4 - 300 4

q ' = 301 + 397

q ' = 698   W / m

Uhul! Conseguimos!!

Resposta

q ' = 698   W / m

Ver Outros Exercícios desse livro

Exercícios de Livros Relacionados

Uma janela vertical de painel duplo de 0,9 m de altura e 1,5 m de largura é constituída por duas lâminas de vidro separadas por um espaçamento de 2,0 cm, com ar à pressão atmosférica. Considerando que
As claraboias são comumente usadas em residências e instalações de produção, uma vez que deixam a luz natural entrar durante o dia, reduzindo, assim, os custos de iluminação. No entanto, oferecem pouc
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 emi
A radiação solar incide sobre a cobertura de vidro de um coletor solar a uma taxa de 650 W/m2. O vidro transmite 88% da radiação incidente e tem emissividade de 0,9. As necessidades de água quente da
Os gases de escape de uma fábrica são expelidos por uma chaminé de exaustão de 10 m de altura com diâmetro externo de 1 m. Os gases de escape são descarregados a uma taxa de 0,125 kg/s, enquanto a que