Enunciado

Ar atmosférico, a 25°C e a uma velocidade de 0,5 m/s, escoa em tomo de um bulbo incandescente de 50 W cuja temperatura superficial é de 140°C. O bulbo pode ser aproximado por uma esfera com 50 mm de diâmetro. Qual é a taxa de transferência de calor perdida por convecção para o ar?

Passo 1

Fala aí galerinha? Tudo bem com vocês? Bora pra cima! Temos que a taxa de calor para convecção é dada por:

q = h ( π D 2 ) ( T s - T ∞ )

Onde h pode ser estimado através da relação de Whitaker:

h = k D 2 + 0.4   R e D 1 2 + 0.06   R e D 2 3 Pr 0.4 ⁡ ( μ μ s ) ^ 1 / 4

Onde

R e D = 1591

Portanto,

h = 11.4 W m 2 ⋅ K

Passo 2

Levando isso de volta para a equação da taxa de calor:

q = 11.4 W m 2 ⋅ K π 0.05 2 140 - 25 ° C = 10.3   W

Resposta

q = 10.3   W

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