LC (Comprimento característico)

Uma das maiores dificuldades minha quando o assunto é trocador de calor é dimensionar o LC.

Cada caso é um caso,um erro e todo o calculo está perdido.

Bem.. lá vai algumas regras que conheço:

Quando o assunto é convecção natural o LC deve ser calculado antes do Grashof, e a regra ai vai depender da geometria do material, normalmente é necessário consultar uma tabela: 

que informa:

se placa vertical o LC = altura

se placa inclinada o LC vai ser o comprimento (a mair dimensão)

se placa horizontal o LC é = área / perímetro

se cilindro vertical LC = altura (mas se o diâmetro for muito grande em ralação a altura, tem que considerar como placa)

se cilindro horizontal LC = Diâmetro

Para Nusseltl o LC vai ser o mesmo utilizado no Grashof (ou seja em convecção natural)

mas os problemas não acabam por ai... porque se o assunto for convecção forçada, ai já se tem um monte de LC a mais...

Para o Nusseltl em convecção forçada tem que analisar:

esfera o LC é o diâmetro

cilindro em fluxo cruzado, o LC é o diâmetro

para escoamento interno é o LC= diâmetro

Geometria plana, o LC é o maior comprimento

Para Reynolds a regra é a mesma de Nusseltl (menos uma para decorar)

no entanto para Biot:

para superfícies planas: o Lc = espessura / 2

para formas cilíndricas o Lc = vai vir de uma razão entre volume e a área de troca de calor, ainda se faz necessário analisar se submerso ou não, por que se submerso terá que somar as áreas frontal e lateral do cilindro

Agora para esfera o LC é = Raio/3

Para Fourier é igual a do Biot, mas a regra tem uma exceção para tubos longos! porque ai neste caso o Lc = raio ^2

é complicado... mas sem isto o cálculo sai totalmente errado..