Um secador de cabelo

Um secador de cabelo, esquematizado a seguir, pode ser idealizado como sendo um

duto circular com um pequeno ventilador que puxa o ar ambiente, onde esse ar é

aquecido conforme circula por uma resistência elétrica de formato espiral. Admita que o

calor específico do ar seja 1007 J/kgK. Pede-se:

a-) Se o secador é projetado para operar com um consumo de energia elétrica de 500W

e para aquecer o ar da temperatura ambiente de 20oC até a temperatura de saída de

45oC e admitindo uma vazão volumétrica constante, qual a vazão volumétrica na

qual o ventilador deveria operar? Qual a velocidade na saída do tubo de 70mm de

8

diâmetro? Admita que a perda de calor do protetor para o ambiente possa ser

desprezada bem como a energia consumida pelo ventilador.

b-) Considere que o duto tenha 150 mm de comprimento e que a emissividade de sua

superfície seja de 0.8. Se o coeficiente de convecção natural com o ambiente for de

4 (SI) e se a temperatura da vizinhança e do ambiente forem iguais a 20oC, verifique

se de fato a perda de calor para o ambiente pode ser desprezada. Assuma que a

superfície externa do casco seja uniforme e igual a 40oC.

c-) A vazão volumétrica que passa pelo secador de calor é de fato constante? Discuta

como o problema poderia ser resolvido na ausência desta hipótese simplificadora.

d-) No item b-) foi estimada a temperatura de 40oC para a superfície do duto e no item

a-) a energia gasta pelo ventilador foi desprezada. Discuta como o problema poderia

ser modelado de forma a se levar em conta a energia gasta no ventilador e a se

calcular a temperatura do duto.