Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Çengel - Transferência de Calor- Ed: 4º - Capítulo 10.Problemas - Ex. 76
Ua massa de ar e água escoa por um tubo horizontal de 25,4 mm de diâmetro em condição de microgravidade (menos de 1% da gravidade normal da Terra). A fase líquida consiste de água com viscosidade dinâmica de μl = 85,5 x 10-3 kg/m.s, densidade ρl = 977 kg/m³, condutividade térmica de Kl = 0,613 W/m.K e o número de Prandlt Prl = 5,0. A fase gasosa consiste de ar com viscosidade dinâmica de μg = 18,5 x 10-6 kg/m.s, densidade ρg = 1,16 kg/m³, condutividade e o número de Prandlt Prl = 0,71. Considerando a velocidade superficial do gás de Vg = 0,3 m/s, a velocidade superficial do líquido Vsf = 0,544 m/s e a fração de vazio de α = 0,27, estime o coeficiente de transferência de calor bifásico. Considere que a viscosidade dinâmica da água avaliada na temperatura de superfície do tubo seja 73,9 x 10-5 kg/m.s
Passo 1
Primeira coisa é entendermos o que o problema está pedindo e buscar fórmulas que nos ajudem para isso, ok?
O enunciado está querendo que calculemos o htp
Ou seja, vamos ter que calcular hl , esse FP e a qualidade x, porque o restante são propriedades e I* = 1 para tubos horizontais, beleza?
Passo 2
Com as velocidades superficiais, podemos calcular as vazões mássicas e por consequência a qualidade do escoamento.
Show, já determinamos uma das variáveis! Simbora pras outras!!!
Passo 3
Para calcularmos vamos usar a seguinte fórmula:
Aqui tem um pulinho do gato já inicialmente pra você!! A gente consegue calcular a velocidade de um gás usando uma relação entre sua velocidade superficial e a fração de vazios, se liga.
Lembrando que α=0,27
Passo 4
Agora falta a gente calcular a última varíavel que é o hl
Aqui a gente vai precisar calcular Reynold usando outra fórmula
Ao substituir agora esse valor na equação primeira desse passo e os valores das variáveis, vamos obter um valor de
Passo 5
Com todas as varíaveis é só usarmos a equação principal lá do início e isolar nossa variável desejada que é htp