Questão 2 (3 Pontos) - Oleo lubrificante escoa através de um tubo com diâmetro de 25 mm a uma vazăo mássica de
. O óleo entra no tubo a uma temperatura de
, enquanto a temperatura da superficie do tubo é mantida constante em
. Determine a temperatura de saida do oleo para uma tubulação de 500 m e a taxa de transferência de calor entre a tubulaçảo e o óleo lubrificante.
Considere para of ofleo:
Considere para of ofleo:
Passo 1
O óleo lubrificante escoa em regime permanente dentro de um tubo cilíndrico de diâmetro
e comprimento
, com vazão mássica
. A temperatura de entrada é
e a temperatura da parede do tubo é mantida constante em
. Queremos encontrar a temperatura de saída
e a taxa de transferência de calor
. O conteúdo necessário é convecção interna desenvolvida em escoamento laminar (ou turbulent) e balanço de energia para tubo de temperatura de parede constante. As propriedades do óleo são:
Passo 2
Determinar o regime de escoamento pela Reynolds e o comprimento de entrada térmica:
Como
e
, o escoamento é laminar e termicamente totalmente desenvolvido em grande parte do tubo. Para parede a temperatura constante, a correlação de Nusselt é
Passo 3
Calcular o coeficiente de convecção
e a resistência térmica global
:
A capacidade térmica mássica é
Passo 4
Usar o balanço de energia para fluxo em tubo com parede a temperatura constante, obtendo
Passo 5
Substituindo numericamente:
A taxa de calor trocada é