Atividade 3 Final Fetransp 2

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Luis Felipe Bredaiholi
Ra: 156440
Atividade 3
1) Ebulição com convecção natural: Este tipo de ebulição ocorre quando o 
excesso de temperatura Δte é menor que 5°C. A temperatura da superfícia 
está pouco acima da temperatura de saturação, o que garante a formação 
de bolhas. Com isso, a medida que o excesso de temperatura aumenta, 
começa a ocorrer a formação de bolhas, porém sempre abaixo do ponto de 
início da ebulição nucleada. De acordo com o tipo de escoamento, laminar 
ou turbulento, o coeficiente de troca convectiva h varia com o Δte, o 
coeficiente h pode ser elevado a ¼ ou 1/3, sendo ¼ para escoamentos 
laminares e 1/3 para escoamentos turbulentos.
Ebulição Nucleada: Este tipo de ebulição ocorre no intervalo de 5°C ≤ Δte ≤ 
30°C. Neste tipo de ebulição temos 2 fases, a primeira ocorre quando 
existem poucos sítios de nucleação ativos, logo poucas bolhas ascendem e 
se desprendem da superfície, esse desprendimento aumenta 
consideravelmente h e o q”. Porém, com o aumento do Δte temos a 
ativação de novos sítios de nucleação e a formação de mais bolhas, essas 
bolhas se coalescem e a ascendência do vapor se da sob a forma de jatos 
ou colunas de bolhas. As maiores taxas de transferência de calor e 
coeficientes convectivos são características desse tipo de ebulição, logo, é 
desejável operar a maioria dos equipamentos no regime de ebulição 
nucleada.
Ebulição no regime de transição: Quando 30°C ≤ Δte ≤ 120°C ocorre a 
chmada Ebulição no regime de transição. Neste regime, a formação de 
bolhas é tão rápida que uma camada de vapor começa a se formar sobre a 
superfície.
Ebulição em filme: quando Δte ≥ 120° a superfície do líquido se encontra 
completamente coberta por uma manta de vapor, nesse ponto, o fluxo 
atinge um valor mínimo e ocorre o chamado ponto de Leidenfrost. A 
transferência de calor da superfície para o líquido ocorre por condução e 
radiação através do vapor.
2) O ponto de Leidenfrost é o ponto de mínimo do fluxo de térmico na 
curva de ebulição, nesse ponto a superfície encontra-se coberta por uma 
manta de vapor. 
Para o caso de aumentar gradativamente o fluxo de calor, teríamos um 
aumento da Ts e do excesso de temperatura segundo a curva de ebulição. 
Porém, ao atingir o fluxo térmico crítico, ou o ponto de queima ou de crise 
de ebulição, se aumentarmos mais o fluxo, pode ocorrer a fadiga do 
sistema. No caso de a temperatura superficial ser aumentada, a radiação 
através do filme de vapor se tornará mais significativa e o fluxo térmico 
aumentaria com o crescimento do excesso de temperatura.
3) Ponto de Crise de Ebulição: Este ponto fornece um limite de operação 
superior do fluxo de calor acima do qual a troca térmica na ebulição está 
associada a elevadas diferenças de temperatura e baixos h, A formação de 
bolhas é tão rápida que uma película de vapor começa a se formar sobre a 
superfície sólida, que atua como um isolante
A correlação de Rohsenhow é a mais utilizada para ebulição nucleada. Todas
as propriedades da equação são do líquido, exceto ρv e todas as 
propriedades devem ser avaliadas a Tsat . o coeficiente Cs,f e o expoente n 
dependem da interação sólido líquido. 
Figura 1: Correlação de Rohsenhow
Importante ressaltar que se a correlação de Rohsenhow for reescrita em 
termos de um número de Nusselt com base num L arbitrário, ela se resume 
a: 
NuL Ja² (Pr^1-3n) Bo
E se o número de Nusselt se basear no diâmetro da bolha característico, a 
equação se reduz a Nu Ja² (Pr^1-3n).
Experimento de Nukiyama: Nukiyama tentou modelar a curva de ebulição 
através de um experimento onde ele submergiu um fio de níquel-cromo em 
água saturada. Ele aumentou a temperatura do sistema aumentando a 
corrente elétrica que passava pelo fio, aumentando assim sua potência. 
Com o aumento de potência, ele observou que o surgimento de bolhas só se
deu quando o excesso de temperatura foi de aproximadamente 5°C. Porém, 
com a elevação adicional da potência, o fluxo térmico aumentou para níveis 
muito elevados até que houve o derretimento do fio em um valor de fluxo 
ligeiramente superior a q”max. Para solucionar este problema, ele trocou o 
fio por um de platina, com temperatura de fusão bem mais elevada, assim, 
Nukiyama pode manter fluxos térmicos acima da q”max sem ocorrer a 
ruptura do fio. Com seu experimento, ele pode observar que ao reduzir a 
potência, a variação do excesso de temperatura seguiu a curva de 
resfriamento. Porém, ao atingir o ponto de mínimo q”min, o experimento 
sofreu uma queda brusca do excesso de temperatura e a voltou a seguir o 
cmainho da curva de aquecimento. Nukiyama supôs que o efeito da 
histerese observado nas curvas era uma consequência do método de 
aquecimento com potência controlada. Ele acreditava que como o excesso 
de temperatura era uma variável dependente, usando um método de 
aquecimento que permitisse o controle direto desse excesso de 
temperatura, ele obteria a porção faltante da curva de ebulição. Sua 
hipótese foi confirmada por Drew e Mueller que conseguiram controlar o 
valor direto do excesso de temperatura e foram capazes de completar a 
curva de ebulição.
A transferência de calor da superfície para o líquido, na ebulição em filme, 
ocorre por condução e radiação através do vapor.
Além dos coeficiente convectivo e do excesso de temperatura, fatores como
o campo gravitacional, o sub-resfriamento do líquido e condições específicas
da superfície sólida podem afetar a ebulição em piscina.
4) Bond (Bo) – Representa a razão entre a força de empuxo e a força de 
tensão superficial.
Jakob (Ja) – É a razão entre a máxima energia sensível absorvida pelo líquido
(vapor) e a energia latente absorvida pelo líquido (vapor) durante a 
condensação (Ebulição)