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Engenharia de Produção ·
Transferência de Calor
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CONVECÇÃO FORÇADA INTERNA Escoamento em Dutos Le comprimento de entrada Re 2300 Laminar Tabela 60C ρ 9831 kgm³ k06543 Wmk μ 2983 μ 466 10⁵ Pos Re P VD Dh 4 A V ρ² 𝓁 0045 m Re 983120045 63289 Turbulento 466 10⁴ Nu 0023 Re⁰⁴ Pr⁰³ Nu h Dh 2469 h0015 h 108 Wm²k 06543 Ep 18 Em um experimento laboratorial 10 gs de óleo lubricante escorrem através de um tubo de aço inoxidável AISI 316 com diâmetro interno igual a 10 mm e parede com espessura igual a 1 mm O tubo é enrolado em forma de serpentina e imerso em água fervente que mantém a sua superfície a 100C Sabese que as propriedades do óleo a 50C são massa específica 8699 kgm³ viscosidade dinâmica 01229 Pas condutibilidade térmica 01424 WmK e calor específico a pressão constante 2006 KJkgK Se o óleo entra no tubo a 20C qual deve ser o comprimento desse tubo para que ele saia a 80C R 17 m Tm Tmei Tms 2080 2 Tm 50C Dh ρVD μ ṁ 10 gs 001 kgs ṁ ρ V A 001 8699 V π 001² 4 V 0146 cms Dh 86990146004 103 Laminar 𝓉p ck Como a temperatura ao longo de uma seção é variável convém definir uma temperatura média Nū 3657 hD 3657 h001 h 521 Wm²k k 01424 Qc hAΔTm ṁ cpTms Tmei πDL 521π001L 433 001200610³80 20 ΔTs Tp Tms 100 80 20C ΔTr Tp Tmi 100 20 80C ΔTm ΔTs ΔTr 20 80 433C lnΔTsΔTr ln3080 L 17 m Assim em uma seção posição x o fluxo de calor é BALANÇO DE ENERGIA EM UM TUBO Q m Cp Tms Tme Uma análise diferencial em mmVC resulta em 2 possibilidades a Fluxo térmico constante na parede Qc ck b Temperatura de parede constantes Qc hA Tml Tml média logarítmica da diferença de temperaturas CÁLCULO do h 1 Laminar Tpck seções circulares Nuo 3657 2 Laminar Qck seções circulares Nuo 4364 3 Laminar Tpck seções n circulares Nuo 2076 4 Laminar Qck seções n circulares Nuo 3608 5 Turbulento Tpcte ŷQcck seções circulares Nuo 0023 Re08 Prn Dados Avaliar os props dos fluidos a 60C
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CONVECÇÃO FORÇADA INTERNA Escoamento em Dutos Le comprimento de entrada Re 2300 Laminar Tabela 60C ρ 9831 kgm³ k06543 Wmk μ 2983 μ 466 10⁵ Pos Re P VD Dh 4 A V ρ² 𝓁 0045 m Re 983120045 63289 Turbulento 466 10⁴ Nu 0023 Re⁰⁴ Pr⁰³ Nu h Dh 2469 h0015 h 108 Wm²k 06543 Ep 18 Em um experimento laboratorial 10 gs de óleo lubricante escorrem através de um tubo de aço inoxidável AISI 316 com diâmetro interno igual a 10 mm e parede com espessura igual a 1 mm O tubo é enrolado em forma de serpentina e imerso em água fervente que mantém a sua superfície a 100C Sabese que as propriedades do óleo a 50C são massa específica 8699 kgm³ viscosidade dinâmica 01229 Pas condutibilidade térmica 01424 WmK e calor específico a pressão constante 2006 KJkgK Se o óleo entra no tubo a 20C qual deve ser o comprimento desse tubo para que ele saia a 80C R 17 m Tm Tmei Tms 2080 2 Tm 50C Dh ρVD μ ṁ 10 gs 001 kgs ṁ ρ V A 001 8699 V π 001² 4 V 0146 cms Dh 86990146004 103 Laminar 𝓉p ck Como a temperatura ao longo de uma seção é variável convém definir uma temperatura média Nū 3657 hD 3657 h001 h 521 Wm²k k 01424 Qc hAΔTm ṁ cpTms Tmei πDL 521π001L 433 001200610³80 20 ΔTs Tp Tms 100 80 20C ΔTr Tp Tmi 100 20 80C ΔTm ΔTs ΔTr 20 80 433C lnΔTsΔTr ln3080 L 17 m Assim em uma seção posição x o fluxo de calor é BALANÇO DE ENERGIA EM UM TUBO Q m Cp Tms Tme Uma análise diferencial em mmVC resulta em 2 possibilidades a Fluxo térmico constante na parede Qc ck b Temperatura de parede constantes Qc hA Tml Tml média logarítmica da diferença de temperaturas CÁLCULO do h 1 Laminar Tpck seções circulares Nuo 3657 2 Laminar Qck seções circulares Nuo 4364 3 Laminar Tpck seções n circulares Nuo 2076 4 Laminar Qck seções n circulares Nuo 3608 5 Turbulento Tpcte ŷQcck seções circulares Nuo 0023 Re08 Prn Dados Avaliar os props dos fluidos a 60C