Fenômenos de Transporte uniune

Em uma indústria química, um grupo de engenheiros foi designado para projetar uma tubulação (AISI 304 14,2 W/m.K) para transporte de fluido refrigerante. O tubo deve ter um diâmetro interno de 36 mm e espessura de parede de 2 mm. O fluido a ser transportado e o ambiente estão, respectivamente, nas seguintes temperaturas 15 ºC e 55 ºC. Considerando os coeficientes convectivos interno e externo de 400 W/m².k e 6 W/m².k respectivamente, qual é o ganho de calor por unidade de comprimento do tubo?

	6,35 W/m
	4,35 W/m
	29,95 W/m
	18,2 W/m
	21,3 W/m

Fenômenos de Transporte I

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UNIUBE

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Iverton Marciano

18/06/2019

💡 4 Respostas

p c

03.07.2019

a

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Andre Smaira

30.09.2019

Temos que o tubo troca calor com os fluidos externo e interno por convecção. Esse tudo possui diâmetro interno

d_i=0,036\;m

e diâmetro externo

d_e=0,04\;m

. O coeficiente de troca de calor por condução do aço é de

k=14,2\;W/mK

e os coeficientes convectivos interno e externo são, respectivamente,

h_i=400\;W/m^2K

e

h_e=6\;W/m^2K

. A temperatura do ar ambiente é

T_{\infty}=55°C

e a do fluido farmacêutico é

\(T=15°C\)

.

Usando o conceito de resistência térmica da parte interna para a parte externa do tubo, teremos $q=\dfrac{T-T_{\infty}}{R_{eq}}$ , sendo $R_{eq}=\dfrac1{h_iA_i}+\dfrac{\ln(\dfrac{r_e}{r_i})}{2\pi kL}+\dfrac1{h_eA_e}$ . Sendo $$L$$ o comprimento do cilindro, $A_i=2\pi r_iL$ e $A_e=2\pi r_iL$ . Porém, queremos saber o ganho de calor por unidade de comprimento do tubo, ou seja $q'=\dfrac qL=\dfrac{T-T_{\infty}}{\dfrac1{2\pi h_ir_i}+\dfrac{\ln(\dfrac{r_e}{r_i})}{2\pi k}+\dfrac1{2\pi h_er_e}}=59,23\,W/m$ .