Em um trocador de calor, o ar escoa sobre um tubo de cobre de
de diâmetro interno e
de diâmetro externo que contém um óleo leve. O coeficiente de transferência de calor por convecção para o óleo é
e para o ar é
. Calcule o coeficiente global de transferência de calor com base na área externa do tubo:
desprezando a resistência do tubo
desprezando a resistência do tubo
Passo 1
O enunciado descreve um tubo de cobre com diâmetro interno
e externo
, contendo óleo (coeficiente de convecção interno
) e exposto ao ar (coeficiente de convecção externo
). Queremos o coeficiente global de transferência de calor
baseado na área externa
, desprezando a resistência do tubo. Vamos usar o modelo de resistências térmicas em série.
Passo 2
A resistência térmica total por metro de comprimento, com base em
, é a soma das resistências de convecção interna e externa:
Passo 3
Como
e
, tem-se
Cancelando
em ambos os lados resulta
Passo 4
Substituindo
,
,
e
:
Portanto