Um tubo circular, com diâmetro externo de 50 mm , é colocado em uma corrente de ar a
e 1 atm . O ar está em escoamento cruzado em relação ao tubo com uma velocidade de
, enquanto a superfície externa do tubo é mantida a
. Determine a taxa de transferência de calor saindo do tubo.
Passo 1
O enunciado descreve um tubo cilíndrico de diâmetro externo
, em escoamento cruzado de ar com velocidade livre
, temperatura do ar ambiente
e pressão
. A superfície do tubo está a
. Queremos determinar a taxa de calor que sai do tubo por convecção, isto é, calcular primeiro o coeficiente de transferência de calor convectivo
usando correlação para cilindro em escoamento cruzado e depois
por unidade de comprimento do tubo.
Passo 2
Adotamos a temperatura de filme
e, a
, extraímos propriedades do ar:
,
,
,
,
.
Passo 3
Calculamos o número de Reynolds relativo ao diâmetro externo:
Passo 4
Para
e
, usamos a correlação de Hilpert:
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Passo 5
O coeficiente convectivo resulta de
Passo 6
A taxa de calor por unidade de comprimento do tubo é
Resposta
A taxa de transferência de calor por metro de comprimento do tubo é aproximadamente