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Transferência de Calor em Interfaces de Sistemas Não-Isotérmicos Fluxo laminar com propriedades físicas constantes Soluções teóricas para a transferência.

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Apresentação em tema: "Transferência de Calor em Interfaces de Sistemas Não-Isotérmicos Fluxo laminar com propriedades físicas constantes Soluções teóricas para a transferência."— Transcrição da apresentação:

1 Transferência de Calor em Interfaces de Sistemas Não-Isotérmicos Fluxo laminar com propriedades físicas constantes Soluções teóricas para a transferência de calor em fluxo laminar em tubos para diversas condições de contorno.

2 Transferência de Calor em Interfaces de Sistemas Não-Isotérmicos

3 Exemplo Ar a 70 °F e 1 atm é soprado através de um tubo longo com 2 pol de diâmetro interno a uma vazão mássica de 70 lb/h. Uma seção do tubo é aquecida para uma temperatura interna de parede de 250 °F, para aumentar a temperatura do ar para 230 °F. Qual o comprimento da seção aquecida?

4 Transferência de Calor em Interfaces de Sistemas Não-Isotérmicos Coeficiente de transferência de calor para convecção forçada ao redor de objetos submersos Nas correlações h m é definida para a superfície total do objeto Correlações para temperatura da superfície uniforme T 0 Subscrito corresponde às condições da corrente que se aproxima do material e o subscrito f corresponde às propriedades do filme [T f =(T 0 +T )/2] Propriedades físicas calculadas a temperatura T f Para um cilindro longo, com fluxo de fluido cruzado em relação ao cilindro

5 Transferência de Calor em Interfaces de Sistemas Não-Isotérmicos

6 Para uma esfera única em um fluído infinito Para esfera em fluido estagnado, Nu=2 (conforme obtido na lista de exercícios).

7 Transferência de Calor em Interfaces de Sistemas Não-Isotérmicos

8 Fluxo tangencial sobre uma placa plana semi-infinita em um meio fluido infinito

9 Transferência de Calor em Interfaces de Sistemas Não-Isotérmicos

10 Coeficiente de transferência de calor em meios porosos onde Sdz é o volume total do leito entre duas seções transversais S distante dz e a é a área superficial das partículas por unidade de volume do leito

11 Transferência de Calor em Interfaces de Sistemas Não-Isotérmicos Coeficiente de transferência de calor em meios porosos onde é a esfericidade das partículas

12 Transferência de Calor em Interfaces de Sistemas Não-Isotérmicos Coeficiente de transferência de calor em meios porosos

13 Transferência de Calor em Interfaces de Sistemas Não-Isotérmicos Coeficiente de transferência de calor para convecção natural Nu m =Nu(Gr,Pr) T=|T 0 -T | propriedades do fluido obtidas a (T 0 +T )/2 =1/T f para gases ideais para esfera única de diâmetro D em uma grande quantidade de fluido, temos:

14 Transferência de Calor em Interfaces de Sistemas Não-Isotérmicos Coeficiente de transferência de calor para convecção natural Para cilindros longos em um fluido infinito e GrPr>10 4, temos Para valores menores de GrPr, o seguinte gráfico pode ser utilizado

15 Transferência de Calor em Interfaces de Sistemas Não-Isotérmicos

16 Convecção natural em uma placa plana Para 10 4

17 Transferência de Calor em Interfaces de Sistemas Não-Isotérmicos

18 Exemplo Estimar a taxa de perda de calor por convecção livre por unidade de comprimento de um tubo longo de diâmetro externo de 6 pol se a superfície externa está mantida a 100°F e o ar ao redor do tubo está a 1 atm e 80°F. Propriedades do 90°F = lb/(ft.h) = lb/ft 3 C p = BTU/(lb °R) k = BTU/(h.ft.°R) = 1/T f = 1/550 (1/°R)


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