Um tubo de cobre, de 1 in de diâmetro, 16-BWG, tem sua temperatura da superfície externa mantida a
. O comprimento do tubo é 10 ft .
Se esse tubo estiver localizado em ar parado a
, qual o fluxo de calor que será alcançado, se o tubo for orientado
verticalmente?
Se esse tubo estiver localizado em ar parado a
verticalmente?
Passo 1
Resumindo: temos um tubo vertical de cobre de diâmetro externo
e comprimento
. A temperatura da superfície é mantida em
e o ar parado ambiente está a
. O objetivo é calcular a taxa de calor por convecção natural
. O conteúdo usado será a correlação de Nusselt para convecção natural em cilindro vertical.
Passo 2
Definimos a temperatura de filme
Convertendo para Rankine:
Coeficiente de expansão volumétrica aproximado para ar ideal
Propriedades do ar a
(tabeladas):
,
,
.
Passo 3
Calculamos o número de Grashof característico pelo diâmetro:
onde
,
e
.
Logo
.
Passo 4
Para
, a correlação média de Nusselt para cilindro vertical é
Passo 5
O coeficiente de convecção é
Passo 6
Área externa do tubo
Passo 7
Finalmente, a taxa de calor por convecção é
Resposta
O fluxo de calor por convecção natural é aproximadamente
.