Enunciado
Termodinâmica - Van Wylen- Ed: 6º - Capítulo 6.Problemas - Ex. 137
137- Um tubo de aço, com diâmetro externo igual a , é alimentado com de água líquida saturada a . Gás de combustão a escoa por fora do tubo e proporciona um coeficiente de transferência de calor por convecção igual a .
Admitindo que as diferenças entre as temperaturas externa e interna do tubo são nulas e que o coeficiente de transferência de calor no escoamento de água é muito grande, determine o comprimento do tubo necessário para que ele descarregue a água como vapor saturado.
Passo 1
Fala galera! Questão bem maneira de troca de calor a frente em se liga!
Modelando a troca de calor nesse sistema temos
Pela temos água saturada a com e a entalpia de líquido saturado será de e a saída se dará a pressão atmosférica e terá , portanto com esses dados teremos o igual a:
Passo 2
Então temos a seguinte situação:
A temperatura média entre os dois estados será:
Então a temperatura média será:
Então a área q o gás precisa tocar para produzir esse calor deve ser de:
O que é uma baita área
Passo 3
Considerando que o gás está em contato com toda a área superficial do cilindro então:
Para sendo o comprimento do cilindro
Essa é a área da superfície do cilindro
Um baita tubão