Calcolo della temperatura dell'acqua riscaldata da una piastra

Gennaio 17th, 2022 | by Marcello Colozzo |

fisica tecnica, numero di nusselt,convezione naturale
Fig. 1.

Esercizi di Fisica Tecnica elaborati dell'ing. Giorgio Bertucelli.

Esercizio

L'acqua a 27°C viene riscaldata da una piastra verticale di area S=1/2m che emette una potenza termica di Q=5.73·10^7 J/h (fig. 1). Determinare il valore della temperatura della piastra Tp.

Soluzione

Si adotta un metodo iterativo. Si presume una temperatura della piastra Tp e tramite il numero di Nusselt, , viene calcolato il coefficiente di convezione termica k. Il confronto si ferma quando la temperatura assunta è circa uguale a quella calcolata.


La temperatura media del film interfaccia piastra-acqua è

La convezione naturale turbolenta, allo strato limite, è data da

dove Ra è il numero di Rayleigh


essendo Gr e Pr rispettivamente il numero di Grashof e il numero di Prandt . Per quanto visto in precedenza (vedi link di prima):

Segue

Quindi scriveremo


da cui

Supponiamo

Dalle tabelle dell'acqua si ricava


Segue


Assumiamo allora

Dalle tabelle dell'acqua si ricava

Segue

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