Questão 2: Uma bancada deverá ser projetada para que ÓLEO possa escoar na vazão de
através de um tubo de aço de
de diâmetro interno e
de diâmetro externo, entrando a
. O experimento mantém a temperatura da superfície do tubo em
. Nessa situação, calcule o comprimento necessário para o óleo sair a
.
Dado:
Passo 1
O enunciado pede o comprimento
de um tubo de parede de aço (condutividade
) pelo qual óleo escoa com vazão mássica
, entrando a
e saindo a
, enquanto a superfície externa do tubo é mantida a
. Para estimar
faríamos:
- Calcular a taxa de calor necessária
- Relacionar
à transferência de calor interna (convecção óleo–tubo) e à condução através da parede de aço. - Desenrolar essas resistências térmicas para achar
.
Passo 2
Para concluir a etapa de convecção interna óleo–tubo precisamos do coeficiente de convecção
ou, equivalentemente, das propriedades termofísicas do óleo (viscosidade, condutividade térmica, número de Prandtl, etc.) para usar uma correlação de Nusselt em escoamento interno. Esses dados não foram fornecidos no enunciado.
Resposta
Não é possível calcular o comprimento solicitado, pois faltam os dados termofísicos do óleo (e/ou o coeficiente de convecção interna
), indispensáveis para determinar a resistência convectiva e, consequentemente, o valor de
.