Enunciado

Para um processo de fervura, como mostrado na Figura 1.5c, a temperatura ambiente T ∞ na lei de resfriamento de Newton é substituída pela temperatura de saturação do fluido T s a t . Considere uma situação onde o fluxo de calor da placa quente é q   ″ = 20 × 10 5   W / m 2 . Se o fluido é água à pressão atmosférica e o coeficiente de transferência de calor por convecção é h w = 20 × 10 3   W / m 2 ⋅ K , determine a temperatura da superfície superior da placa, T s ,   w . Num esforço para minimizar a temperatura da superfície, um técnico propõe a substituição da água por um fluido dielétrico cuja temperatura de saturação é T s a t ,   d = 52 ° C . Se a transferência de calor coeficiente associado ao fluido dielétrico é h d = 3 × 10 3   W / m 2 ⋅ K , o plano do técnico funcionará?

Passo 1

Bora resolver esse problema juntos?

Começamos o nosso problema obtendo a temperatura de saturação da água:

T s a t , w = 99,6 ° C

Assim, podemos obter a temperatura da superfície superior da placa, T s ,   w , da seguinte forma:

q ' ' = h w   ( T s , w - T s a t , w )

Substituindo os dados:

20 × 10 5 = 20 × 10 3 ⋅ ( T s , w - 99,6 )

T s , w = 199,6 ° C

Passo 2

Agora, para o fluido dielétrico:

q ' ' = h d   ( T s , d - T s a t , d )

Substituindo os dados:

20 × 10 5 = 3 × 10 3 ⋅ ( T s , d - 52 )

T s , d = 718,7 ° C

Muito de boa né?

Esse tipo de questão agora você já tira de letra!

Até a próxima questão!

Resposta

T s , w = 199,6 ° C

T s , d = 718,7 ° C

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