Enunciado

Agua quente a 50°C é transportada de um prédio no qual ela é gerada para um prédio adjacente no qual ela é usada para aquecimento ambiental. A transferência entre os prédios ocorre em tubo de aço ( k — 60 W/(m- K)), com diâmetro externo de 100 mm e 8 mm de espessura de parede. Durante o inverno, condições ambientais representativas envolvem o ar a T„- —5°C e V = 3 m/s em escoamento cruzado sobre o tubo. (a) Se o custo de produzir a água quente é de $0,05 por kW h, qual é o custo diário representativo da perda térmica para o ar em um tubo não isolado, por metro de comprimento de tubo? A resistência convectiva associada ao escoamento da água no interior do tubo pode ser desprezada. (b) Determine a economia associada à aplicação na superfície externa do tubo de um revestimento de 10 mm de espessura de isolante de uretano ( k — 0,026 W/(m K)

Passo 1

Fala aí galerinha? Tudo bem com vocês? Bora pra cima! Temos que com R e D = V D o v

= 3 m s × 0.1 10 - 6 = 18,880

Assim conseguimos aplicar a correlação de Churchill-Bernstein, da seguinte forma:

Sem o isolamento, a resistência térmica total e a perda de calor por polegada de tubo são:

Correspondendo a uma perda de energia diária de:

E que se for associado ao custo:

Passo 2

Aqui no item b), a resistência de condução do isolamento pode ser dado por:

Usando a correlação de Churchill-Bernstein, temos que a resistência de convecção é:

E a resistência total:

Assim calculando a perda de calor e os custos:

Portanto a economia diária é dada pela diferença entre os dois:

Resposta

R e s p o s t a   n o s   p a s s o s

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