) (
pontos) Um fluido a
entra na seção de 10 m de um tubo de metal alienígena (
) cujo diâmetro externo é
, com velocidade média de 0,1
e perda de carga devido ao atrito de
. A superfície externa do tubo, cuja emissividade é 0,7 , está exposta ao ar frio a
no porão, com coeficiente de transferência de calor por convecção de
. . Considerando que as paredes do porão estão
, determine a taxa de perda de calor a partir do fluido
Passo 1
O enunciado dá um fluido a
que percorre um tubo de comprimento
e diâmetro externo
. A parede tem condutividade
e emissividade
. O ar externo está a
com coeficiente de convecção
e as paredes do porão a
. Precisamos da taxa de calor perdida
.
Passo 2
Como não temos diâmetro interno nem propriedades do fluido para calcular o coeficiente de convecção interno nem a espessura da parede, vamos assumir que a resistência interna e a da parede são desprezíveis em relação à superfície externa. Assim, tomamos a temperatura da superfície igual à do fluido:
Passo 3
Calculamos o coeficiente de radiação
pela expressão
onde
. Logo,
Passo 4
A área externa do tubo é
O fluxo por convecção é
O fluxo por radiação é
Somando,