(Adaptada) Foram efetuados experimentos para determinar coeficientes de transferência de calor locais para o escoamento perpendicular a uma longa barra isotérmica de seção transversal retangular. A barra tem largura , paralela ao escoamento, e altura , normal ao escoamento.
Para números de Reynolds na faixa de , os números de Nusselt médios nas superfícies são correlacionados por uma expressão na forma
Os valores de e para a face frontal, faces laterais e face posterior da barra retangular foram determinados e são mostrados a seguir:
Determine o valor do coeficiente de transferência de calor de cada face da superfície exposta em um barra retangular com e .
A barra está exposta ao escoamento cruzado de ar com e .
Passo 1
Vamos nessa!
O problema já nos deu que:
Antes de qualquer coisa, vamos ver quais valores de e vamos usar pra resolver o problema.
Pra isso, de acordo com a tabela, precisamos calcular a razão , onde e .
Show de bola! Olhando agora pra tabela, vemos que, para :
- Face frontal: e ;
- Face lateral: e ;
- Face posterior: e ;
Passo 2
Outra coisa que vamos precisar para calcular o coeficiente convectivo é o número de Reynolds, dado por:
Então vamos aproveitar e buscar no livro todas as propriedades que vamos precisa pra resolver o problema. Pra isso, vou pegar aqui da tabela A.4 do Incropera os dados do ar a :
Voltando para o número de Reynolds:
Passo 3
Agora estamos prontos pra calcular o danado do Nusselt pra cada face, lembrando que:
Face frontal:
Face lateral:
Face posterior:
Passo 4
Agora é partir pro abraço e calcular os coeficientes convectivos, beleza?
Lembrando que:
Face frontal:
Face lateral:
Face posterior: