Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Incropera - Fundamentos de Transferência de Calor e Massa- Ed: 7º - Capítulo 6.Problemas - Ex. 69
Usando a técnica de sublimação do naftaleno, a distribuição radial dos coeficientes de transferência de massa por convecção locais em um escoamento uniforme e normal à superfície de um disco circular foi correlacionada por uma expressão com a forma:
O número de Sherwood no ponto de estagnação depende dos números de Reynolds e de Schmidt , e os dados foram correlacionados pela expressão a seguir:
Obtenha uma expressão para o número de Nusselt médio correspondente a transferência de calor em um disco isotérmico exposto ao escoamento descrito anteriormente. Se e , qual é a taxa de transferência de calor saindo de um disco com diâmetro D = 20 mm e temperatura superficial , exposto a uma corrente de ar com ? Tipicamente, o desenvolvimento da camada-limite a partir de um ponto de estagnação fornece um coeficiente convectivo decrescente com o aumento da distância do ponto de estagnação. Dê uma explicação plausível para o motivo do comportamento oposto observado no disco.
Passo 1
E ai galerinha bonitaaa!!
Animados para mais uma??
Sabemos dos exercícios anterior que o número de Nusselt e Sherwood possuem uma certa analogia entre eles:
Assim como:
Como o termo é igual para ambos:
Então:
Para achar nós podemos usar a relação:
Pelo enunciado nós temos:
Substituindo:
Reorganizando nós obtemos:
Substituindo no número de Nusselt:
Substituindo
E com isso nós achamos a expressão para o número de Nusselt!!
Passo 2
Mas ainda não acabamos !! Ainda precisamos achar a taxa de transferência de calor saindo do disco, não é?
O calor pode ser calculado de acordo com a fórmula:
Vamos lembrar que:
Substituindo no calor:
Agora vamos colocar o Nusselt:
Nós já sabemos que:
Para a temperatura média de 75°C, 348 K, a Tabela A.4 nós diz que:
Substituindo:
E fiiim !!