Calculadora de Transferência de Calor Dittus-Boelter
Número de Nusselt e coeficiente de convecção para escoamento turbulento dentro de um tubo.
Resultados
O que faz esta ferramenta
Dimensionar um permutador acaba sempre por depender do coeficiente de película de cada lado, e para escoamento turbulento dentro de um tubo redondo liso a correlação de Dittus-Boelter é a que se usa desde 1930. É deliberadamente simples — sem correcções de propriedades junto à parede, sem efeitos de entrada — e por isso se diz que acerta dentro de uns 25%. Para uma primeira estimativa de área, costuma chegar.
Fórmula
Nu = 0,023 Re^0,8 Pr^n ; h = Nu k / D
Variáveis
| Símbolo | Significado | Unidade |
|---|---|---|
re | Número de Reynolds | — |
pr | Número de Prandtl | — |
kk | Condutividade térmica | W/(m·K) |
dd | Diâmetro do tubo | mm |
nx | Expoente de Prandtl | — |
NU | Número de Nusselt | — |
HC | Coeficiente global de transmissão de calor | W/(m²·K) |
RT | Resistência superficial interior | m²·K/W |
Exemplo resolvido
- Número de Reynolds50 000
- Número de Prandtl4
- Condutividade térmica0,6 W/(m·K)
- Diâmetro do tubo25 mm
- Expoente de Prandtl0,4
- Número de Nusselt230,00
- Coeficiente global de transmissão de calor5520,0 W/(m²·K)
- Resistência superficial interior0,000181 m²·K/W
Limitações
- Misturar unidades é a causa de erro mais comum. Converta todos os valores para as unidades indicadas ao lado de cada campo antes de calcular.
- A fórmula assume condições ideais: sem perdas por atrito, sem resistência do ar e sem perdas de rendimento, a não ser que as introduza.
- O resultado é uma estimativa baseada apenas nos valores que introduziu. Situações reais incluem muitas vezes fatores que esta calculadora desconhece.
Perguntas frequentes
O expoente deve ser 0,4 ou 0,3?
0,4 quando o fluido está a ser aquecido, 0,3 quando está a ser arrefecido. A diferença vem da forma como a viscosidade muda junto à parede: um líquido aquecido fica mais fluido na parede e mistura melhor. A correlação assume escoamento turbulento plenamente desenvolvido, Re acima de cerca de 10000, Pr entre 0,6 e 160, e um tubo com pelo menos dez diâmetros de comprimento.