A transferência de calor em um reator de formato cilíndrico deve ser elevada em 10 % através da colocação de aletas de aço (
). Dispõe-se de 2 tipos de aletas pino, ambas com 25 mm de altura. Um tipo tem seção circular com 5 mm de diâmetro e o outro tem seção quadrada com 4 mm de lado. O reator, que tem 2 m de altura de 50 cm de diâmetro, trabalha a
e está localizado em um local onde a temperatura é
e o coeficiente de película é
. (
diâmetro e d = aresta)
a) Calcular o número de pinos de seção circular necessários;
b) Calcular o número de pinos de seção quadrada necessários.
a) Calcular o número de pinos de seção circular necessários;
b) Calcular o número de pinos de seção quadrada necessários.
Passo 1
O enunciado pede para aumentar a transferência de calor de um cilindro de diâmetro
e altura
em 10 % por meio da colocação de aletas pino de aço (
). A temperatura da superfície do cilindro é
e a do ar ambiente é
, com coeficiente de película
. As aletas têm comprimento (projeção)
. Vamos usar o modelo de aleta de seção transversal constante com condutividade unidimensional e condutiva na extremidade, de modo que a contribuição de cada aleta é
onde
Passo 2
Primeiro calculamos a transferência sem aletas:
Com as aletas, negligenciando o bloqueio pequeno da base, a nova transferência é
e queremos
. Isolando
obtemos
Passo 3
Seção circular (
):
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Passo 4
Seção quadrada (
):
Resposta
Número de pinos de seção circular: 889
Número de pinos de seção quadrada: 867
Número de pinos de seção quadrada: 867