1.17 Um fluido a
flui em um tubo de
de diâmetro externo e 2 m de comprimento cuja superfície é mantida a
. Se o coeficiente de transferência de calor entre o tubo e o ar for de
, determine a taxa de transferência de calor do tubo para o ar.
Passo 1
O enunciado trata de convecção livre (ou forçada) na superfície externa de um tubo de diâmetro externo
e comprimento
. A superfície do tubo está mantida a
e o ar ambiente (temperatura
) está a
. O coeficiente de transferência de calor por convecção é
. Para resolver, vamos usar a lei de resfriamento de Newton:
onde
é a área de troca térmica da superfície do tubo.
Passo 2
Calculamos a área externa do tubo, tomando diâmetro
e comprimento
:
Passo 3
Determinamos a diferença de temperatura entre a superfície e o ar:
Passo 4
Aplicamos a lei de Newton:
Resposta
A taxa de transferência de calor do tubo para o ar é aproximadamente