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TA 733 A – Operações Unitárias II
Aula 11 ESCOAMENTO EXTERNO:
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ESCOAMENTO LAMINAR E TURBULENTO
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SIMILARIDADE NA CAMADA LIMITE
SOLUÇÃO FUNCIONAL :
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RELAÇÕES UNIVERSAIS Equações de energia : Nusselt Ou MÉDIO:
h = f ( k , Cp , u , L , , ) Teorema de de Buckingham
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RELAÇÕES UNIVERSAIS SIMILARMENTE == Equações de difusão : Sherwood
Ou MÉDIO:
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ESCOAMENTO EXTERNO MÉTODO EMPÍRICO
TRANSFERÊNCIA DE CALOR TRANSFERÊNCIA DE MASSA
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ESCOAMENTO EXTERNO MÉTODO EMPÍRICO
TRANSFERÊNCIA DE CALOR T média do filme TRANSFERÊNCIA DE MASSA
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ESCOAMENTO EXTERNO MÉTODO EMPÍRICO
Válido para qualquer: u, T, Ts, L, fluido
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ESCOAMENTO EXTERNO MÉTODO EMPÍRICO
fluidos
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PLACA PLANA COM ESCOAMENTO PARALELO
ESCOAMENTO LAMINAR: Incompressível, Regime Permanente; Propried. Const. Dissipação viscosa desprezível
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PLACA PLANA COM ESCOAMENTO PARALELO
ESCOAMENTO LAMINAR: Camada limite: u / u = 0,99 Coeficiente local de atrito:
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PLACA PLANA COM ESCOAMENTO PARALELO
Nusselt local: LAMINAR Média Integrada do coeficiente local: Então: Pois: hx = 2.hx
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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
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PLACA PLANA COM ESCOAMENTO PARALELO
ESCOAMENTO TURBULENTO: Re>105 15% Nusselt local:
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PLACA PLANA COM ESCOAMENTO PARALELO
CONDIÇÕES DA CAMADA LIMITE MISTA: Coeficiente médio por toda placa : camadas Laminar e Turbulenta
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PLACA PLANA COM ESCOAMENTO PARALELO
CONDIÇÕES DA CAMADA LIMITE MISTA: L>>>XC (ReL >>> ReC):
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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
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Exemplo 7.1 q’=? v1 / v2 = p2 / p1 v =/ Laminar
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Exemplo 7.1 LAMINAR – PLACA ISOTÉRMICA:
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ESCOAMENTO TRANSVERSAL EM CILINDRO
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ESCOAMENTO TRANSVERSAL EM CILINDRO
Depende de Re
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ESCOAMENTO TRANSVERSAL EM CILINDRO
Comprimento Característico Semelhante a ESFERA
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ESCOAMENTO TRANSVERSAL EM CILINDRO
Laminar Turbulento ESCOAMENTO TRANSVERSAL EM CILINDRO Local Ponto de estagnação: Médias Globais [HILPERT]: Tabela
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ESCOAMENTO TRANSVERSAL EM CILINDRO
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ESCOAMENTO TRANSVERSAL EM CILINDRO
ZHUKAUSKAS: em T
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ESCOAMENTO TRANSVERSAL EM CILINDRO
PROPOSTA ÚNICA: [CHURCHILL e BERNSTEIN] TFILME Ampla faixa de Re e Pr: ReD . Pr > 0,2 Precisão: < 20%
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EXEMPLO 7.4
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EXEMPLO 7.4 15% perdas Útil= Comparar h_experimental com correlações
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EXEMPLO 7.4
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EXEMPLO 7.4 ZHUKAUSKAS: em T 103 < Re < 105 +3 %
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[CHURCHILL e BERNSTEIN]
EXEMPLO 7.4
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EXEMPLO 7.4 - 6 %
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EXEMPLO 7.4 [HILPERT]: Tfilme -14 %
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ESFERA [WHITAKER]: em T Esfera em queda livre: [ RANZ e MARSHALL]
Re Convecção Natural NuD = 2
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EXEMPLO 7.5 t = ? Método Capacidade Concentrada:
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[WHITAKER]: EXEMPLO 7.5
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EXEMPLO 7.5 Validação do Método de Capacidade Concentrada:
<< 0,1
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EXEMPLO 7.5
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EXEMPLO 7.5
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ESCOAMENTO ATRAVÉS DE FEIXES DE TUBOS
Exemplos: CALDEIRA RESFRIAMENTO DE AR EM SERPENTINA
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ESCOAMENTO ATRAVÉS DE FEIXES DE TUBOS
ST=Passo Transversal SL=Passo Longitudinal SD=Passo Diagonal ALINHADAS EM QUINCÔNCIOS
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Próxima Aula ESCOAMENTO EXTERNO EM FEIXES ESCOAMENTO INTERNO
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