Estime o coeficiente de transferência de calor por convecção no lado externo de laranjas (diâmetro externo
) quando submersas em fluxo de água gelada bombeado em torno da laranja. A velocidade da água em torno da laranja é de
. A temperatura da superficie da laranja é de
e a temperatura média da água é de
Passo 1
O enunciado nos pede o coeficiente de convecção externo
em torno de uma laranja esférica de diâmetro
, com água fluindo a
. Como o regime é de escoamento ao redor de esfera, vamos usar a correlação de Ranz–Marshall para o número de Nusselt:
Precisamos então dos números de Reynolds e de Prandtl no filme de água em torno da laranja.
Passo 2
Escolhemos a temperatura de filme
e tomamos as propriedades da água a
:
O número de Reynolds é
Passo 3
Confirmamos o número de Prandtl (já dado):
Passo 4
Aplicamos a correlação de Ranz–Marshall:
Passo 5
Finalmente, o coeficiente de convecção
é
Se adotarmos propriedades de água ligeiramente diferentes (por ex.
,
,
) obtemos