ENG309 – Fenômenos de Transporte III

Prof. Dr. Marcelo José Pirani

Departamento de Engenharia Mecânica

UFBA – Universidade Federal da Bahia

CAPÍTULO 3 – CONDUÇÃO UNIDIMENSIONAL DE CALOR EM REGIME ESTACIONÁRIO

Exercício 1

Considerar a placa de latão ( = 8780 kg/m3, cp = 355 J/kgC, k = 54 W/mC) com

espessura de 10mm mostrada na figura 1, que separa água de ar. A largura da placa na direção do escoamento é Lx=200mm e a altura é Ly=100mm. Do lado da água foi

estimado um coeficiente de transferência de calor de 150 W/m2C. Do lado do ar, para aumentar a transferência de calor, foram instaladas 12 aletas feitas do mesmo material da placa. O diâmetro D das aletas de pino mede 6mm e seu comprimento L vale 15mm. A temperatura da água é de 98oC e, quando a superfície não possui aletas, 60W são dissipados para o ar que se encontra a 24 oC.a) Representar o problema através de um circuito térmico equivalente, explicando a forma de cálculo das resistências envolvidas;b) Determinar o coeficiente de transferência de calor do lado do ar;c) Determinar a temperatura na base das aletasAdmitindo que a dissipação de calor na extremidade da aleta seja desprezível, determinar:d) O calor dissipado por uma aleta;e) A efetividade da aleta;f) A eficiência da aleta;g) A eficiência global da superfície;h) O calor dissipado da água para o ar depois de instaladas as aletas.

CAPÍTULO 3 – CONDUÇÃO UNIDIMENSIONAL DE CALOR EM REGIME ESTACIONÁRIO

Exercício 1

Figura1: Desenho esquemático para o exercício 1.

CAPÍTULO 3 – CONDUÇÃO UNIDIMENSIONAL DE CALOR EM REGIME ESTACIONÁRIO

Exercício 2A adição de aletas de alumínio (=2702kg/m3 , cp=903J/kgK e = 237W/mK) foi sugerida para aumentar a taxa de transferência de calor de um dispositivo eletrônico com 1m de largura por 1m de altura. As aletas são de seção retangular, possuem 2,5 cm de comprimento e 0,25 cm de espessura, conforme figura 2. Devem ser instaladas 100 aletas por metro. O coeficiente de transferência de calor por convecção, tanto para a parede quanto para as aletas é de h=35W/m2 K. Admitindo que a temperatura da parede seja de 100oC e que a temperatura da vizinhança seja de 30oC, determinar:a) A taxa de transferência de calor da através das aletas;b) A taxa transferência de calor dissipada através da superfície total;c) A eficiência da aleta;d) A eficiência global de superfície.

Figura2: Desenho esquemático para o exercício 2.

CAPÍTULO 3 – CONDUÇÃO UNIDIMENSIONAL DE CALOR EM REGIME ESTACIONÁRIO

Exercício 3

CAPÍTULO 3 – CONDUÇÃO UNIDIMENSIONAL DE CALOR EM REGIME ESTACIONÁRIO

Exercício 3

Figura3: Desenho esquemático para o exercício 3.