- Um aquecedor cilíndrico horizontal com 2 cm de diâmetro, e temperatura superficial de
, está imerso em água a
. Calcule o calor perdido por unidade de comprimento do aquecedor.
Passo 1
O enunciado dá um aquecedor cilíndrico horizontal de diâmetro
(
m) com temperatura de superfície
, imerso em água a
. Precisamos calcular a perda de calor por unidade de comprimento, ou seja
onde
é o coeficiente de convecção natural e
é o perímetro do cilindro.
Passo 2
Para obter
usamos uma correlação de convecção natural externa ao cilindro. Primeiro definimos a temperatura de filme
e extraímos as propriedades da água nessa temperatura (valores típicos):
,
,
,
.
Calculamos o número de Prandtl
Calculamos o número de Prandtl
Passo 3
Montamos o número de Grashof característico do diâmetro
Então
que está no intervalo
.
Passo 4
Para esse regime usa-se a correlação empírica para cilindro horizontal em convecção natural:
Passo 5
Com
obtemos o coeficiente de convecção
Passo 6
Finalmente calculamos a perda de calor por metro de comprimento
Resposta
A perda de calor por unidade de comprimento vale aproximadamente