Suco de laranja escoa através de um tubo de 25 mm de diâmetro a uma taxa de 0,5
. O suco entra no tubo a uma temperatura de
, enquanto a temperatura da superfície do tubo é mantida a
. Calcule o coeficiente convectivo médio do suco de laranja, determine a temperatura de saída do suco e calcule a taxa de calor transferida para um tubo de
.
Propriedades do suco de laranja a uma temperatura média
Passo 1
O enunciado descreve suco de laranja escoando em um tubo de diâmetro
m a uma vazão mássica
kg/s, com temperatura de entrada
e parede mantida em
. O comprimento do tubo é
m. Precisamos calcular o coeficiente convectivo médio
, a temperatura de saída
e a taxa de calor
. Vamos tratar o escoamento como internamente turbulento e termicamente desenvolvido, usando a correlação de Dittus–Boelter para parede de temperatura constante.
Passo 2
Calculamos a velocidade média, o número de Reynolds, a número de Nusselt e finalmente
:
Para aquecimento do fluido usa-se
Passo 3
Para escoamento termicamente desenvolvido com parede a temperatura constante, a temperatura de centroide evolui segundo
onde
. Em
:
Passo 4
A taxa de calor transferido é