Enunciado

Quando a convecção natural é desprezível e quando não é desprezível na transferência de calor por convecção forçada?

Passo 1

Fala Galera!!

Aqui, é importante saber que o coeficiente de transferência de calor por convecção, natural ou forçado, é uma forte função da velocidade do fluido. Assim, os coeficientes de transferência de calor encontrados na convecção forçada são muito maiores do que os encontrados na convecção natural, devido às velocidades mais altas do fluido associadas à convecção forçada. 

Como resultado, tendemos a ignorar a convecção natural na análise de transferência de calor que envolve convecção forçada, embora reconheçamos que a convecção natural sempre acompanha a convecção forçada.

Para um dado fluido, observa-se que o parâmetro G r / R e 2    representa a importância da convecção natural em relação à convecção forçada. Isso não é surpreendente, uma vez que o coeficiente de transferência de calor por convecção é uma forte função do número Reynolds ( R e em convecção forçada) e do número Grashof ( G r em convecção natural).

Passo 2

Assim, podemos considerar que a condição para convecção natural ser desprezível é

G r / R e 2   < 0,1

Também podemos considerar uma condição para convecção forçada ser desprezível como

G r / R e 2   < 10

E a condição para considerar nos cálculos tanto a convecção forçada quanto a natural é

0,1 < G r / R e 2   < 10

quando G r R e 2   são da mesma ordem de grandeza (um está dentro de um fator 10 vezes o outro). Além disso, a convecção forçada é pequena em relação à convecção natural apenas em casos raros de velocidades de fluxo forçado extremamente baixas.

Resposta

Ei, a resposta está no passo a passo :)

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