TA 733 A – Operações Unitárias II

Apresentação em tema: "TA 733 A – Operações Unitárias II"— Transcrição da apresentação:

1 TA 733 A – Operações Unitárias II
Aula 11 ESCOAMENTO EXTERNO:

2 ESCOAMENTO LAMINAR E TURBULENTO

3 SIMILARIDADE NA CAMADA LIMITE
SOLUÇÃO FUNCIONAL :

4  RELAÇÕES UNIVERSAIS Equações de energia : Nusselt Ou MÉDIO:
h = f ( k , Cp , u , L , ,  ) Teorema de  de Buckingham

5  RELAÇÕES UNIVERSAIS SIMILARMENTE == Equações de difusão : Sherwood
Ou MÉDIO:

6 ESCOAMENTO EXTERNO MÉTODO EMPÍRICO
TRANSFERÊNCIA DE CALOR TRANSFERÊNCIA DE MASSA

7 ESCOAMENTO EXTERNO MÉTODO EMPÍRICO
TRANSFERÊNCIA DE CALOR T média do filme TRANSFERÊNCIA DE MASSA

8 ESCOAMENTO EXTERNO MÉTODO EMPÍRICO
Válido para qualquer: u, T, Ts, L, fluido

9 ESCOAMENTO EXTERNO MÉTODO EMPÍRICO
fluidos

10 PLACA PLANA COM ESCOAMENTO PARALELO
ESCOAMENTO LAMINAR: Incompressível, Regime Permanente; Propried. Const. Dissipação viscosa desprezível

11 PLACA PLANA COM ESCOAMENTO PARALELO
ESCOAMENTO LAMINAR: Camada limite: u / u = 0,99 Coeficiente local de atrito:

12 PLACA PLANA COM ESCOAMENTO PARALELO
Nusselt local: LAMINAR Média Integrada do coeficiente local: Então: Pois: hx = 2.hx

13 PLACA PLANA COM ESCOAMENTO PARALELO
Metais Líquidos Pex = Rex.Pr Escoamento Laminar em placa isotérmica [ Churchill e Ozoe]: Com Nux = 2.Nux Nusselt Local: todos Pr

14 PLACA PLANA COM ESCOAMENTO PARALELO
ESCOAMENTO TURBULENTO: Re>105 15% Nusselt local:

15 PLACA PLANA COM ESCOAMENTO PARALELO
CONDIÇÕES DA CAMADA LIMITE MISTA: Coeficiente médio por toda placa : camadas Laminar e Turbulenta

16 PLACA PLANA COM ESCOAMENTO PARALELO
CONDIÇÕES DA CAMADA LIMITE MISTA: L>>>XC (ReL >>> ReC):

17 Metodologia para Cálculos de Convecção
Reconhecimento da geometria do escoamento Temperatura de referencia: Propriedades (Tf ou T) Camada limite: Re (Número de Reynolds) Coeficiente superficial local ou médio Correlação apropriada

18 Exemplo 7.1 q’=? v1 / v2 = p2 / p1 v =/ Laminar

19 Exemplo 7.1 LAMINAR – PLACA ISOTÉRMICA:

20 ESCOAMENTO TRANSVERSAL EM CILINDRO

21 ESCOAMENTO TRANSVERSAL EM CILINDRO
Depende de Re

22 ESCOAMENTO TRANSVERSAL EM CILINDRO
Comprimento Característico Semelhante a ESFERA

23 ESCOAMENTO TRANSVERSAL EM CILINDRO
Laminar Turbulento ESCOAMENTO TRANSVERSAL EM CILINDRO Local Ponto de estagnação: Médias Globais [HILPERT]: Tabela

24 ESCOAMENTO TRANSVERSAL EM CILINDRO

25

26 ESCOAMENTO TRANSVERSAL EM CILINDRO
ZHUKAUSKAS: em T

27 ESCOAMENTO TRANSVERSAL EM CILINDRO
PROPOSTA ÚNICA: [CHURCHILL e BERNSTEIN] TFILME Ampla faixa de Re e Pr: ReD . Pr > 0,2 Precisão: < 20%

28 EXEMPLO 7.4

29 EXEMPLO 7.4 15% perdas Útil= Comparar h_experimental com correlações

30 EXEMPLO 7.4

31 EXEMPLO 7.4 ZHUKAUSKAS: em T 103 < Re < 105 +3 %

32 [CHURCHILL e BERNSTEIN]
EXEMPLO 7.4

33 EXEMPLO 7.4 - 6 %

34 EXEMPLO 7.4 [HILPERT]: Tfilme -14 %

35 ESFERA [WHITAKER]: em T Esfera em queda livre: [ RANZ e MARSHALL]
Re   Convecção Natural  NuD = 2

36 EXEMPLO 7.5 t = ? Método Capacidade Concentrada:

37 [WHITAKER]: EXEMPLO 7.5

38 EXEMPLO 7.5 Validação do Método de Capacidade Concentrada:
<< 0,1

39 EXEMPLO 7.5

40 EXEMPLO 7.5

41 ESCOAMENTO ATRAVÉS DE FEIXES DE TUBOS
Exemplos: CALDEIRA RESFRIAMENTO DE AR EM SERPENTINA

42 ESCOAMENTO ATRAVÉS DE FEIXES DE TUBOS
ST=Passo Transversal SL=Passo Longitudinal SD=Passo Diagonal ALINHADAS EM QUINCÔNCIOS

43 Próxima Aula ESCOAMENTO EXTERNO EM FEIXES ESCOAMENTO INTERNO