Convezione e conduzione in un tubo. (Es teorico)
Salve.
Ho il seguente quesito che mi risulta poco chiaro.
Ho un tubo di rame in cui scorre acqua a 27C. Si sa che la temperatura della superficie esterna del tubo è di 68C. La temperatura dell’ambiente esterno in cui esso è posto (aria) è di 35C. Si trascura l’irraggiamento. Siamo in condizioni sta stazionarie.
Ho i seguenti due dubbi:
1. La superficie esterna del tubo è a 68C perché, anche se si trascura ai fini dell’esercizio, ho il sole che irraggia tale superficie, vero? Se no non vedo come possa essere fisicamente possibile...
2. Per risolvere il problema della convezione all’interno del tubo, ho delle tabelle che mi danno il numero di Nusselt a seconda che il fluido sia raffreddato o scaldato. A me verrebbe da dire che questa acqua viene scaldata... voglio dire... fuori ci sono 35C e la superficie del tubo è a 68C... come fa a raffreddarsi? Però... se considerassi valida questa ipotesi, avrei un flusso termico entrante nel tubo (dalla superficie verso l’acqua) e questo non mi torna perché se penso alla convezione tubo-aria ho un flusso uscente... l’aria a 35C è scaldata dal tubo a 68C. Quindi il flusso termico è uscente. Ma... come faccio ad avere in un caso stazionario un flusso che è sia uscente che entrante da un tubo? In tutti gli esercizi che ho visto sino ad ora, il flusso termico era sempre nello stesso verso attraverso il sistema considerato...
Grazie...
Ho il seguente quesito che mi risulta poco chiaro.
Ho un tubo di rame in cui scorre acqua a 27C. Si sa che la temperatura della superficie esterna del tubo è di 68C. La temperatura dell’ambiente esterno in cui esso è posto (aria) è di 35C. Si trascura l’irraggiamento. Siamo in condizioni sta stazionarie.
Ho i seguenti due dubbi:
1. La superficie esterna del tubo è a 68C perché, anche se si trascura ai fini dell’esercizio, ho il sole che irraggia tale superficie, vero? Se no non vedo come possa essere fisicamente possibile...
2. Per risolvere il problema della convezione all’interno del tubo, ho delle tabelle che mi danno il numero di Nusselt a seconda che il fluido sia raffreddato o scaldato. A me verrebbe da dire che questa acqua viene scaldata... voglio dire... fuori ci sono 35C e la superficie del tubo è a 68C... come fa a raffreddarsi? Però... se considerassi valida questa ipotesi, avrei un flusso termico entrante nel tubo (dalla superficie verso l’acqua) e questo non mi torna perché se penso alla convezione tubo-aria ho un flusso uscente... l’aria a 35C è scaldata dal tubo a 68C. Quindi il flusso termico è uscente. Ma... come faccio ad avere in un caso stazionario un flusso che è sia uscente che entrante da un tubo? In tutti gli esercizi che ho visto sino ad ora, il flusso termico era sempre nello stesso verso attraverso il sistema considerato...
Grazie...
Risposte
"AndrewX":
avrei un flusso termico entrante nel tubo (dalla superficie verso l’acqua) e questo non mi torna perché se penso alla convezione tubo-aria ho un flusso uscente... l’aria a 35C è scaldata dal tubo a 68C. Quindi il flusso termico è uscente. Ma... come faccio ad avere in un caso stazionario un flusso che è sia uscente che entrante da un tubo?
Cosa c'è di strano? Il tubo - magari riscaldato da una corrente elettrica (il sole mi pare poco realistico) - scalda sia l'acqua all'interno che l'aria all'esterno. Le superfici di scambio sono due: la faccia esterna e quella interna del tubo.
Beh, vero... non ci avevo pensato!
Quindi diciamo che in pratica ho La superficie esterna del tubo che scalda l’aria e la superficie interna del tubo che scalda l’acqua. In entrambi i casi però come fa ad essere il problema stazionario e cioè con gli Stessi Q ceduti?
Quindi diciamo che in pratica ho La superficie esterna del tubo che scalda l’aria e la superficie interna del tubo che scalda l’acqua. In entrambi i casi però come fa ad essere il problema stazionario e cioè con gli Stessi Q ceduti?
"AndrewX":
però come fa ad essere il problema stazionario e cioè con gli Stessi Q ceduti?
Stazionario vuol dire che la situazione non varia nel tempo: cosa c'entra il calore ceduto?
"AndrewX":
Beh, vero... non ci avevo pensato!
Quindi diciamo che in pratica ho La superficie esterna del tubo che scalda l’aria e la superficie interna del tubo che scalda l’acqua. In entrambi i casi però come fa ad essere il problema stazionario e cioè con gli Stessi Q ceduti?
Si vede che sta dento al tubo una sorgente di calore costante. Come mgrau dice, può essere una resistenza elettrica.
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