Água escoa no interior de um tubo de aço com diâmetro interno de
. A espessura da parede do tubo é 2 mm e o coeficiente de convecção no interior do tubo (
) é
. O coeficiente de convecção no lado externo é
. Calcule o coeficiente global de transferência de calor por metro de comprimento do tubo.
Passo 1
O enunciado descreve água escoando dentro de um tubo de aço com diâmetro interno
e espessura de parede
, logo o diâmetro externo é
. O coeficiente de condução térmica do aço é
. O coeficiente de convecção interno é
e o externo é
.
Queremos encontrar o coeficiente global de transferência de calor por metro de comprimento do tubo, ou seja
Queremos encontrar o coeficiente global de transferência de calor por metro de comprimento do tubo, ou seja
usando o modelo de resistências térmicas em série: convecção interna, condução através da parede cilíndrica e convecção externa.
Passo 2
Calculamos as áreas de troca térmica por metro de comprimento (
):
A área interna é
A área interna é
e a área externa é
Passo 3
Agora as três resistências térmicas por metro de comprimento:
R de convecção interna
R de condução na parede cilíndrica
R de convecção externa
Passo 4
A resistência total por metro é
O coeficiente global por metro de comprimento é