Òleo de motor a 1ooºc e a uma velocidade de 0.1m/s escoa sobre duas superfícies de uma placa de 1m de comprimento mantidas a 20ºc. Determine as espessuras das camadas limites hidrodinâmica e térmica na borda de fuga e o fluxo térmico local no bordo de fluxo. Dados: Tf=333K;p=864Kg/m3; viscosidade cinemática igual a 86,1x10(-6) m2/s; K=0,140w/mK e Pr=1081.
A camada limite é a camada de fluido nas imediações de uma superfície delimitadora, que delimita os efeitos difusivos, a dissipação da energia mecânica e a transferência de energia térmica decorrente da interação entre o fluído e a superfície. No caso, devemos empregar correlações para encontra o valor da espessura das camadas limites hidrodinâmica e térmica.
Primeiramente deve-se conhecer o número de Reynolds do escoamento para definir se ele se encontra no regime laminar ou turbulento, para isso, emprega-se a equação de Reynolds:
Esse número é menor que 500000, portanto o escoamento é laminar no bordo de fluxo. Pela Solução de Blasius para escoamento laminar, a espessura da camada limite hidrodinâmica (δh) é dada por:
A camada limite térmica pode ser determinada por meio do valor da camada limite hidrodinâmica por meio da seguinte aproximação válida para escoamento laminar:
O fluxo térmico é dependente do valor do coeficiente de transferência térmica por convecção (h), que pode ser determinado por meio do número de Nussel:
Portanto o fluxo de calor é o seguinte valor:
Portanto, na borda de fluxo as espessuras das camadas limites hidrodinâmica e térmica valem, respectivamente, 0,1467 metro e 1,5057 metros, além de que são transferidos do fluído para placa 647,841 W/m2 de energia.
Fonte: Çengel, Y.A. et. al. Transferência de Calor e Massa: uma abordagem prática. 3ª Edição, São Paulo, McGrawHill, 2003.
Fox, R.W.; McDONALD, A.T.. Introdução à Mecânica dos Fluidos. LTC Editora Guanabara Dois S.A., Rio de Janeiro, 6ª Edição, 2006
A camada limite é a camada de fluido nas imediações de uma superfície delimitadora, que delimita os efeitos difusivos, a dissipação da energia mecânica e a transferência de energia térmica decorrente da interação entre o fluído e a superfície. No caso, devemos empregar correlações para encontra o valor da espessura das camadas limites hidrodinâmica e térmica.
Primeiramente deve-se conhecer o número de Reynolds do escoamento para definir se ele se encontra no regime laminar ou turbulento, para isso, emprega-se a equação de Reynolds:
Esse número é menor que 500000, portanto o escoamento é laminar no bordo de fluxo. Pela Solução de Blasius para escoamento laminar, a espessura da camada limite hidrodinâmica (δh) é dada por:
A camada limite térmica pode ser determinada por meio do valor da camada limite hidrodinâmica por meio da seguinte aproximação válida para escoamento laminar:
O fluxo térmico é dependente do valor do coeficiente de transferência térmica por convecção (h), que pode ser determinado por meio do número de Nussel:
Portanto o fluxo de calor é o seguinte valor:
Portanto, na borda de fluxo as espessuras das camadas limites hidrodinâmica e térmica valem, respectivamente, 0,1467 metro e 1,5057 metros, além de que são transferidos do fluído para placa 647,841 W/m2 de energia.
Fonte: Çengel, Y.A. et. al. Transferência de Calor e Massa: uma abordagem prática. 3ª Edição, São Paulo, McGrawHill, 2003.
Fox, R.W.; McDONALD, A.T.. Introdução à Mecânica dos Fluidos. LTC Editora Guanabara Dois S.A., Rio de Janeiro, 6ª Edição, 2006
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