ENG309 – Fenômenos de Transporte III

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1 ENG309 – Fenômenos de Transporte III
UFBA – Universidade Federal da Bahia ENG309 – Fenômenos de Transporte III Prof. Dr. Marcelo José Pirani Departamento de Engenharia Mecânica

2 CAPÍTULO 3 – CONDUÇÃO UNIDIMENSIONAL DE CALOR EM REGIME ESTACIONÁRIO
Exercício 1 Considerar a placa de latão ( = 8780 kg/m3, cp = 355 J/kgC, k = 54 W/mC) 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/m2C. 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 aletas Admitindo 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.

3 CAPÍTULO 3 – CONDUÇÃO UNIDIMENSIONAL DE CALOR EM REGIME ESTACIONÁRIO
Exercício 1 Figura1: Desenho esquemático para o exercício 1.

4 CAPÍTULO 3 – CONDUÇÃO UNIDIMENSIONAL DE CALOR EM REGIME ESTACIONÁRIO
Exercício 2 A 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.

5 CAPÍTULO 3 – CONDUÇÃO UNIDIMENSIONAL DE CALOR EM REGIME ESTACIONÁRIO
Exercício 3

6 CAPÍTULO 3 – CONDUÇÃO UNIDIMENSIONAL DE CALOR EM REGIME ESTACIONÁRIO
Exercício 3 Figura3: Desenho esquemático para o exercício 3.