Vai se esquentar água de 80°C até 134°C passando-a sobre um banco de tubos de resistências com 4 m de comprimento e 1 cm de diâmetro mantidas a 150...

Para determinar o número NL de filas de tubos necessárias para conseguir a elevação da temperatura, podemos utilizar a equação da taxa de transferência de calor por convecção: Q = h * A * ΔT Onde: Q é a taxa de transferência de calor (W) h é o coeficiente de transferência de calor (W/m².K) A é a área de transferência de calor (m²) ΔT é a diferença de temperatura (K) Podemos calcular a área de transferência de calor A utilizando a área da superfície dos tubos: A = π * D * L * NL Onde: D é o diâmetro dos tubos (m) L é o comprimento dos tubos (m) NL é o número de filas de tubos Substituindo os valores fornecidos: D = 1 cm = 0,01 m L = 4 m NL = desconhecido Agora, podemos substituir os valores na equação da taxa de transferência de calor: Q = h * π * D * L * NL * ΔT Sabemos que Q é igual à taxa de transferência de calor por unidade de tempo (W), então podemos reescrever a equação como: Q/t = h * π * D * L * NL * ΔT A velocidade média do fluido é de 1 m/s, então podemos calcular a área de seção transversal do fluido: A = v * L * NL Onde: v é a velocidade média do fluido (m/s) L é o comprimento dos tubos (m) NL é o número de filas de tubos Substituindo os valores fornecidos: v = 1 m/s L = 4 m NL = desconhecido Agora, podemos substituir os valores na equação da área de seção transversal: A = 1 * 4 * NL = 4NL Agora, podemos substituir o valor de A na equação da taxa de transferência de calor: Q/t = h * π * D * (4NL) * ΔT Sabemos que o coeficiente de transferência de calor h é igual a 20000 W/m².K e a diferença de temperatura ΔT é igual a (134 - 80) °C = 54 °C = 54 K, então podemos substituir esses valores na equação: Q/t = 20000 * π * 0,01 * (4NL) * 54 Agora, podemos simplificar a equação: Q/t = 108πNL Sabemos que Q/t é igual a 1 m²/s, então podemos substituir esse valor na equação: 1 = 108πNL Agora, podemos resolver a equação para encontrar o valor de NL: NL = 1 / (108π) Calculando o valor numérico: NL ≈ 0,0029 Portanto, o número NL de filas de tubos na direção do fluxo necessário para conseguir a elevação da temperatura é aproximadamente 0,0029.