Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Çengel - Transferência de Calor- Ed: 4º - Capítulo 10.Problemas - Ex. 71
Vapor de água saturada a uma pressão de 12,4 kPa é condensado sobre uma matriz de 100 tubos horizontais, cada uma com diâmetro de 8 mm e comprimento de 1 m. As superfícies do tubo são mantidas a uma temperatura uniforme de 30°C. Determine as taxas de condensação dos tubos para (a) uma matriz retangular de 5 tubos de altura e 20 tubos de largura e (b) uma matriz quadrada de 10 tubos de altura e 10 tubos de largura. Compare e discuta os resultados de (a) e (b).
Passo 1
Toda vez em que temos um problema com matriz tubular para um sistema onde ocorre condensação ou ebulição, para calcularmos a taxa de transferência de calor a gente usa normalmente a equação , porém esse h nesse caso estará associado ao banco de tubos. O que vamos fazer então é: primeiro calculamos o coeficiente convectivo associado a um tubo e depois usar uma relação que nos possibilitará calcular o h para N tubos horizontais.
Passo 2
(a) Na pressão dada, ao olhar na tabela, você vai encontrar que a temperatura de saturação é 50°C e as propriedades de vapor serão tomadas nessa temperatura, implicando em um e
Por sua vez, para a fase líquida, tomaremos as propriedades na temperatura de filme, que é
A relação para o coeficiente de transferência para um tubo é:
Precisamos calcular
Por fim, temos:
Passo 3
De posse do valor do coeficiente convectivo para um tubo a gente calcula para N TUBOS!!
Portanto,
Passo 4
Vamos usar o clássico
Passo 5
(b) A diferença nessa letra é que na hora de calcular o h para o conjunto de tubos, N será 10 e não mais 5, beleza?
De posse do valor do coeficiente convectivo para um tubo a gente calcula para N TUBOS!!
Portanto,
Passo 6
Vamos usar o clássico
Resposta
Ei, a resposta está no passo a passo :)