Fluxo Máximo de Calor no Processo de Evaporação Calculadora

✖O calor latente de vaporização é uma propriedade termodinâmica que descreve a quantidade de energia necessária para mudar uma substância da fase líquida para a fase gasosa.ⓘ Calor latente de vaporização [λ]			+10% -10%
✖A densidade de vapor é definida como a razão entre a massa e o volume de vapor em uma determinada temperatura.ⓘ Densidade do vapor [ρ_Vapor]			+10% -10%
✖A tensão interfacial, também conhecida como tensão superficial, é uma propriedade da interface entre duas substâncias imiscíveis, como um líquido e um gás ou dois líquidos diferentes.ⓘ Tensão Interfacial [σ]			+10% -10%
✖A densidade do fluido na transferência de calor é definida como a razão entre a massa de um determinado fluido e o volume que ele ocupa.ⓘ Densidade do Fluido na Transferência de Calor [ρ_f]			+10% -10%

✖O fluxo de calor máximo refere-se à maior taxa de transferência de calor por unidade de área que pode ser alcançada em um sistema ou situação específica.ⓘ Fluxo Máximo de Calor no Processo de Evaporação [q_max]

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Fórmula

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Fluxo Máximo de Calor no Processo de Evaporação

Fórmula

`"q"_{"max"} = (pi/24)*"λ"*"ρ"_{"Vapor"}*("σ"*("[g]"/"ρ"_{"Vapor"}^2)*("ρ"_{"f"}-"ρ"_{"Vapor"}))^(1/4)*(("ρ"_{"f"}+"ρ"_{"Vapor"})/("ρ"_{"f"}))^(1/2)`

Exemplo

`"176816.9W/m²"=(pi/24)*"200001J/kg"*"1.71kg/m³"*("0.0728N/m"*("[g]"/("1.71kg/m³")^2)*("995kg/m³"-"1.71kg/m³"))^(1/4)*(("995kg/m³"+"1.71kg/m³")/("995kg/m³"))^(1/2)`

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Fluxo Máximo de Calor no Processo de Evaporação Solução

ETAPA 0: Resumo de pré-cálculo

Fórmula Usada

Fluxo Máximo de Calor = (pi/24)*Calor latente de vaporização*Densidade do vapor*(Tensão Interfacial*([g]/Densidade do vapor^2)*(Densidade do Fluido na Transferência de Calor-Densidade do vapor))^(1/4)*((Densidade do Fluido na Transferência de Calor+Densidade do vapor)/(Densidade do Fluido na Transferência de Calor))^(1/2)
q_max = (pi/24)*λ*ρ_Vapor*(σ*([g]/ρ_Vapor^2)*(ρ_f-ρ_Vapor))^(1/4)*((ρ_f+ρ_Vapor)/(ρ_f))^(1/2)
Esta fórmula usa 2 Constantes, 5 Variáveis

Constantes Usadas

[g] - Aceleração gravitacional na Terra Valor considerado como 9.80665
pi - Constante de Arquimedes Valor considerado como 3.14159265358979323846264338327950288

Variáveis Usadas

Fluxo Máximo de Calor - (Medido em Watt por metro quadrado) - O fluxo de calor máximo refere-se à maior taxa de transferência de calor por unidade de área que pode ser alcançada em um sistema ou situação específica.
Calor latente de vaporização - (Medido em Joule por quilograma) - O calor latente de vaporização é uma propriedade termodinâmica que descreve a quantidade de energia necessária para mudar uma substância da fase líquida para a fase gasosa.
Densidade do vapor - (Medido em Quilograma por Metro Cúbico) - A densidade de vapor é definida como a razão entre a massa e o volume de vapor em uma determinada temperatura.
Tensão Interfacial - (Medido em Newton por metro) - A tensão interfacial, também conhecida como tensão superficial, é uma propriedade da interface entre duas substâncias imiscíveis, como um líquido e um gás ou dois líquidos diferentes.
Densidade do Fluido na Transferência de Calor - (Medido em Quilograma por Metro Cúbico) - A densidade do fluido na transferência de calor é definida como a razão entre a massa de um determinado fluido e o volume que ele ocupa.

ETAPA 1: Converter entrada (s) em unidade de base

Calor latente de vaporização: 200001 Joule por quilograma --> 200001 Joule por quilograma Nenhuma conversão necessária
Densidade do vapor: 1.71 Quilograma por Metro Cúbico --> 1.71 Quilograma por Metro Cúbico Nenhuma conversão necessária
Tensão Interfacial: 0.0728 Newton por metro --> 0.0728 Newton por metro Nenhuma conversão necessária
Densidade do Fluido na Transferência de Calor: 995 Quilograma por Metro Cúbico --> 995 Quilograma por Metro Cúbico Nenhuma conversão necessária

ETAPA 2: Avalie a Fórmula

Substituindo valores de entrada na fórmula

q_max = (pi/24)*λ*ρ_Vapor*(σ*([g]/ρ_Vapor^2)*(ρ_f-ρ_Vapor))^(1/4)*((ρ_f+ρ_Vapor)/(ρ_f))^(1/2) --> (pi/24)*200001*1.71*(0.0728*([g]/1.71^2)*(995-1.71))^(1/4)*((995+1.71)/(995))^(1/2)

Avaliando ... ...

q_max = 176816.89108671

PASSO 3: Converta o Resultado em Unidade de Saída

176816.89108671 Watt por metro quadrado --> Nenhuma conversão necessária

RESPOSTA FINAL

176816.89108671 ≈ 176816.9 Watt por metro quadrado <-- Fluxo Máximo de Calor

(Cálculo concluído em 00.004 segundos)

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Créditos

Criado por Rishi Vadodaria

Malviya Instituto Nacional de Tecnologia (MNIT JAIPUR), JAIPUR

Rishi Vadodaria criou esta calculadora e mais 200+ calculadoras!

Verificado por Prerana Bakli

Universidade do Havaí em Mānoa (UH Manoa), Havaí, EUA

Prerana Bakli verificou esta calculadora e mais 1600+ calculadoras!

< 19 Coeficiente de transferência de calor em trocadores de calor Calculadoras

Coeficiente de transferência de calor para condensação fora de tubos horizontais

Vai Coeficiente Médio de Condensação = 0.95*Condutividade Térmica no Trocador de Calor*((Densidade do Fluido na Transferência de Calor*(Densidade do Fluido na Transferência de Calor-Densidade de Vapor)*([g]/Viscosidade do fluido à temperatura média)*(Número de tubos no trocador de calor*Comprimento do tubo no trocador de calor/Vazão de massa no trocador de calor))^(1/3))*(Número de tubos na fileira vertical do trocador^(-1/6))

Coeficiente de transferência de calor para condensação dentro de tubos verticais

Vai Coeficiente Médio de Condensação = 0.926*Condutividade Térmica no Trocador de Calor*((Densidade do Fluido na Transferência de Calor/Viscosidade do fluido à temperatura média)*(Densidade do Fluido na Transferência de Calor-Densidade de Vapor)*[g]*(pi*Diâmetro interno do tubo no trocador*Número de tubos no trocador de calor/Vazão de massa no trocador de calor))^(1/3)

Coeficiente de transferência de calor para condensação fora de tubos verticais

Vai Coeficiente Médio de Condensação = 0.926*Condutividade Térmica no Trocador de Calor*((Densidade do Fluido na Transferência de Calor/Viscosidade do fluido à temperatura média)*(Densidade do Fluido na Transferência de Calor-Densidade de Vapor)*[g]*(pi*Diâmetro externo do tubo*Número de tubos no trocador de calor/Vazão de massa no trocador de calor))^(1/3)

Fluxo Máximo de Calor no Processo de Evaporação

Vai Fluxo Máximo de Calor = (pi/24)*Calor latente de vaporização*Densidade do vapor*(Tensão Interfacial*([g]/Densidade do vapor^2)*(Densidade do Fluido na Transferência de Calor-Densidade do vapor))^(1/4)*((Densidade do Fluido na Transferência de Calor+Densidade do vapor)/(Densidade do Fluido na Transferência de Calor))^(1/2)

Coeficiente de transferência de calor para subresfriamento dentro de tubos verticais

Vai Coeficiente de subresfriamento interno = 7.5*(4*(Vazão de massa no trocador de calor/(Viscosidade do fluido à temperatura média*Diâmetro interno do tubo no trocador*pi))*((Capacidade térmica específica*Densidade do Fluido na Transferência de Calor^2*Condutividade Térmica no Trocador de Calor^2)/Viscosidade do fluido à temperatura média))^(1/3)

Coeficiente de transferência de calor com carregamento de tubo para condensação fora de tubos horizontais

Vai Coeficiente Médio de Condensação = 0.95*Condutividade Térmica no Trocador de Calor*((Densidade do Fluido na Transferência de Calor*(Densidade do Fluido na Transferência de Calor-Densidade de Vapor)*([g])/(Viscosidade do fluido à temperatura média*Carregamento de tubo horizontal))^(1/3))*(Número de tubos na fileira vertical do trocador^(-1/6))

Coeficiente de transferência de calor para subresfriamento externo de tubos horizontais

Vai Coeficiente de subresfriamento = 116*((Condutividade Térmica no Trocador de Calor^3)*(Densidade do Fluido na Transferência de Calor/Diâmetro externo do tubo)*(Capacidade térmica específica/Viscosidade do fluido à temperatura média)*Coeficiente de Expansão Térmica para Fluido*(Temperatura do filme-Temperatura do fluido a granel))^0.25

Coeficiente de transferência de calor do lado do casco

Vai Coeficiente de transferência de calor lateral da carcaça = Fator de transferência de calor*Número de Reynold para fluido*(Número Prandlt para fluido^0.333)*(Condutividade Térmica no Trocador de Calor/Diâmetro equivalente no trocador de calor)*(Viscosidade do fluido à temperatura média/Viscosidade do fluido à temperatura da parede do tubo)^0.14

Coeficiente de transferência de calor com carregamento de tubo para condensação fora dos tubos verticais

Vai Coeficiente Médio de Condensação = 0.926*Condutividade Térmica no Trocador de Calor*((Densidade do Fluido na Transferência de Calor)*(Densidade do Fluido na Transferência de Calor-Densidade de Vapor)*[g]/((Viscosidade do fluido à temperatura média*Carregamento do tubo externo)))^(1/3)

Coeficiente de transferência de calor com carregamento de tubo para condensação dentro de tubos verticais

Coeficiente de transferência de calor para trocador de calor de placas

Vai Coeficiente de filme de placa = 0.26*(Condutividade Térmica no Trocador de Calor/Diâmetro equivalente no trocador de calor)*(Número de Reynold para fluido^0.65)*(Número Prandlt para fluido^0.4)*(Viscosidade do fluido à temperatura média/Viscosidade do fluido à temperatura da parede do tubo)^0.14

Coeficiente de transferência de calor para água no lado do tubo no trocador de calor de casco e tubo

Vai Coeficiente de transferência de calor lateral do tubo = 4200*(1.35+0.02*(Temperatura da água))*(Velocidade do Fluido no Trocador de Calor^0.8)/(Diâmetro interno do tubo no trocador)^0.2

Carregamento de tubo vertical para condensação interna

Vai Carregamento de tubo = Fluxo Condensado/(Número de tubos no trocador de calor*pi*Diâmetro interno do tubo no trocador)

Carregamento de tubo vertical para condensação externa

Vai Carregamento do tubo externo = Fluxo Condensado/(Número de tubos no trocador de calor*pi*Diâmetro externo do tubo)

Comprimento dos tubos no condensador horizontal, dada a carga do tubo e a vazão do condensado

Vai Comprimento do tubo no trocador de calor = Fluxo Condensado/(Número de tubos no trocador de calor*Carregamento de tubo horizontal)

Número de tubos no condensador horizontal, dada a vazão do condensado e a carga do tubo

Vai Número de tubos no trocador de calor = Fluxo Condensado/(Carregamento de tubo horizontal*Comprimento do tubo no trocador de calor)

Carregamento de tubo horizontal para condensação externa

Vai Carregamento de tubo horizontal = Fluxo Condensado/(Número de tubos no trocador de calor*Comprimento do tubo no trocador de calor)

Número de Reynolds para filme condensado devido ao carregamento do tubo

Vai Número de Reynolds para filme condensado = (4*Carregamento de tubo)/(Viscosidade do fluido à temperatura média)

Carregamento vertical do tubo com número de Reynolds para filme condensado

Vai Carregamento de tubo = (Número de Reynolds para filme condensado*Viscosidade do fluido à temperatura média)/4

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