3- A condensação de vapor na superfície externa de um tubo circular de parede delgada de 50 mm de diâmetro e 6 m de comprimento mantém uma temperatura de superfície uniforme de
. Sabendo que a água escoa dentro do tubo a uma taxa de
e que suas temperaturas médias de entrada e saída são de
e
. Qual o valor do coeficiente médio de convecção associado ao escoamento da água? R: 754,3
.
Passo 1
O enunciado trata de convecção interna da água que escoa num tubo de diâmetro
e comprimento
, com fluxo mássico
. A superfície externa está a
e as temperaturas média de entrada e saída da água são
e
. Queremos achar o coeficiente médio de convecção
usando o balanço de energia no fluido (para obter
) e o método do Log Mean Temperature Difference (LMTD) para a diferença de temperatura média entre fluido e parede.
Passo 2
Calcular a taxa de calor transferido
usando
Adotando o calor específico da água a
como
, temos
Passo 3
Calcular a área interna de troca térmica
:
Passo 4
Calcular a diferença de temperatura logarítmica média (LMTD):
Passo 5
Aplicar a definição de coeficiente de convecção médio:
Resposta
O coeficiente médio de convecção da água é