A superficie externa de um tubo vertical, com 1 m de/comprimento e 80 mm de diametro externo, está exposta a vapor d’água saturado a pressão atmosférica e é mantida a
pelo escoamento de água fria no interior do tubo. Qual é a taxa de transferência de calor para o refrigerante e qual é a taxa de condensação do vapor na superficie?
Passo 1
O enunciado descreve um tubo vertical de comprimento
e diâmetro externo
. A superfície externa está exposta a vapor saturado a pressão atmosférica
e é mantida a
pela água fria no interior. Queremos a taxa de calor
cedida ao refrigerante e a taxa de condensação
do vapor. O conteúdo necessário é a teoria de filmagem laminar de condensação de Nusselt em superfície vertical.
Passo 2
Estimamos as propriedades do fluido condensado (água líquida) à temperatura média
:
,
,
,
,
,
.
Passo 3
Pela teoria de Nusselt para condensação laminar em superfície vertical, o coeficiente médio de convecção é
Passo 4
Substituindo os valores:
A área externa é
Logo,
Passo 5
A taxa de condensação do vapor é