Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Incropera - Fundamentos de Transferência de Calor e Massa- Ed: 7º - Capítulo 7.Problemas - Ex. 108
O uso de um sistema de armazenamento de energia térmica composto por um leito de rochas foi cogitado para aplicações envolvendo energia solar e em processos industriais. Um sistema em particular envolve um recipiente cilíndrico, com 2 m de comprimento por 1 m de diâmetro, no interior do qual rochas aproximadamente esféricas, com 0,03 m de diâmetro, encontram-se empacotadas. O leito possui uma fração de vazios de 0,42; e a massa específica e o calor específico das rochas são ρ = 2300 kg/m3 e cp = 879 J/(kg · K), respectivamente. Considere condições nas quais ar atmosférico é fornecido ao leito de rochas a uma vazão mássica constante de 1 kg/s e a uma temperatura de 90°C. O ar escoa na direção axial através do recipiente. Se as rochas encontram-se a uma temperatura de 25°C, qual é a taxa de transferência de calor total do ar para o leito de rochas?
Passo 1
Fala aí! Partiu resolver essa questão! Nosso enunciado quer saber a taxa de transferência de calor total para o leito de rochas, show?
Podemos encontrar o que ele pede da seguinte forma:
Precisamos encontrar todos os termos da equação… Mas antes disso, vamos visitar a tabela A-4, do apêndice do livro, para pegar mais algumas informações:
Vamos lá então!
Passo 2
Vamos começar encontrando a :
Agora para encontrar o , precisamos do número de Reynolds:
Ops! Não temos a velocidade, precisamos dela:
Agora sim, voltando ao Reynolds:
A equação para encontrar o será:
Passo 3
Só tá faltando esse , vamos nessa!
Então temos que:
Podemos então fazer as seguintes considerações:
E temos que:
Show! Teremos então, que:
E por fim, temos:
Uhull! Deu certo! Conseguimos!