Enunciado

Vapor de água saturado a 0,1   b a r condensa com um coeficiente de transferência de calor de 6800   W / ( m 2   ·   K ) no lado externo de um tubo de latão, que tem diâmetros interno e externo de 16,5 e 19   m m , respectivamente. O coeficiente de transferência de calor na água escoando no interior do tubo é igual a 5200   W / ( m 2   ·   K ) . Estime a taxa de condensação do vapor por unidade de comprimento do tubo, com a temperatura média da água igual a 30 ° C .

Passo 1

Vamos lá! Nosso problema pede a taxa de condensação do vapor por unidade de comprimento, mas antes não vamos esquecer do nosso velho esboço pra facilitar nosso problema.

Agora precisamos fazer nossas famosas considerações. Hehe (u.u)

I - R e g i m e   p e r m a n e n t e

Passo 2

Vamos lá! Iremos usar os dados da tabela A - 6 para água liquida saturada, temos da equação 10.34 que a taxa de condensação por unidade de comprimento é dada por:

m ˙ ' = q ' / h f g '  

Sendo q ' apresentado na equação 10.33 para um coeficiente genérico, assim temos:

q ' = U O π D O T s a t - T m

Da equação 3.36 :

U O = 1 h 0 + D 0 2 k ln ⁡ D 0 D i + D 0 D i ⋅ 1 h i - 1

U O = 1 6800 W m 2 ⋅ K + 0,0095 m 110 W m ⋅ K ⋅ ln ⁡ 19   m 16,5   m + 19   m 16,5   m ⋅ 5200   W m 2 ⋅ K - 1

U o = 2627 W m 2 ⋅ K

Encontrando a taxa de calor por comprimento temos:

m ˙ ' = 2627 W m 2 ⋅ K π ⋅ 0,019 m ⋅ 320 - 303   K 2410   J k g = 1,11 ⋅ 10 - 3   k g s

Isso é tudo pessoal! \o/

Resposta

m ˙ ' = 1,11 ⋅ 10 - 3   k g s

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