Em um sistema de resfriamento, a transferência de calor é realizada por convecção forçada. Assinale a alternativa que apresenta a ação que aumentaria o coeficiente de transferência de calor por convecção.
A) Reduzir a área de superfície de contato
B) Aumentar a velocidade do fluido
C) Diminuir a temperatura do fluido
D) Aumentar a viscosidade do fluido
A) Reduzir a área de superfície de contato
B) Aumentar a velocidade do fluido
C) Diminuir a temperatura do fluido
D) Aumentar a viscosidade do fluido
Passo 1
O enunciado trata de transferência de calor por convecção forçada e pede para identificar qual ação aumenta o coeficiente de transferência de calor por convecção, normalmente denotado por
. Para resolver, vamos usar correlações que relacionam
a números adimensionais como o número de Reynolds
e o número de Nusselt
.
Passo 2
Em convecção forçada, uma correlação clássica (para escoamento turbulento em tubos lisos) é
onde
e
.
O coeficiente de convecção está relacionado a
por
O coeficiente de convecção
sendo
a condutividade térmica e
uma dimensão característica.
Passo 3
Analisando como cada ação afeta
:
- Aumentar a velocidade do fluido
eleva o número de Reynolds , o que, pela correlação acima, aumenta e consequentemente . - Reduzir a área de contato não muda
(muda somente a vazão de calor ). - Diminuir a temperatura do fluido afeta o gradiente térmico
mas não o coeficiente de forma direta. - Aumentar a viscosidade
diminui e, portanto, reduz e .
Resposta
B) Aumentar a velocidade do fluido.