Responde Aí
Acesse com GoogleAcesse com AppleAcesse com Facebook

Exercícios Resolvidos de Convecção Livre

Ver Teoria
Exercício 1012345678911

Enunciado

(Adaptado) Considere uma placa plana horizontal aquecida por meio de uma resistência elétrica. A superfície inferior da placa é isolada e a superior troca calor por convecção com o ambiente, que está a 25 ° C . A placa tem comprimento igual a 3   m e largura igual a 1,5   m .

Considere as propriedades do ar iguais a k = 0,025   W / m K , υ = 20,92 × 10 - 6   m 2 / s , α = 30 × 10 - 6   m 2 / s . Calcule a taxa de transferência de calor trocado por convecção e radiação, onde a potência fornecida pela resistência elétrica mantém a placa à temperatura de 100 ° C .

Passo 1

Esse é um problema de convecção natura, onde o coeficiente de expansão volumétrica térmica é dado por:

β = 1 T f = 1 T s + T ∞ 2 = 2 100 + 273 + 25 + 273

β = 2,98 × 10 - 3   K - 1

Passo 2

O número de Rayleigh é dado por:

R a L = g β T ∞ - T s L 3 α υ

Substituindo os valores:

R a L = 9,8 1 × 2,98 × 10 - 3 × 373 - 2 98 × 3 3 30 × 10 - 6 × 20,92 × 10 - 6

R a L = 9,43 × 10 10

Passo 3

Como estamos trabalhando com um caso de placa horizontal, para o valor de número de Rayleigh que encontramos, a correlação mais adequada para o número de Reynolds é dada por:

N u L - = 0,15 . R a L 1 / 3 = 0,15 × 9,43 × 10 10 1 / 3

N u L - = 682,75

O coeficiente convectivo será:

h - = N u L - . k L = 682,75 × 0,025 3

h - = 5,69   W / m 2 K

Passo 4

A taxa de transferência de calor será:

q = h - . A . T s - T ∞ = 5,69 × 3 × 1,5 × 100 - 25

Resposta

q = 1920,23   W

Exercícios de Livros Relacionados

67 - Um programa de computador está sendo desenvolvido para analisar um sensor cilíndrico, com 12,5 mm de diâmetro, utilizado para determinar a temperatura do ar ambiente. O sensor experimenta convecç
As superfícies de dois longos tubos horizontais concêntricos, com paredes delgadas e raios de 100m m e 125m m , são mantidas a 300K e 400K , respectivamente. Sendo a região anular pressurizada com nit
Um objeto quente suspenso por uma corda deve ser resfriado por convecção natural em fluidos cujos volumes mudam de maneira diferente com a temperatura à pressão constante. Em qual fluido a taxa de res
Considere uma janela de painel duplo composta por duas folhas de vidro separadas por um espaço de ar de 1 cm de largura. Alguém sugere a inserção de uma fina folha de vinil no meio dos dois vidros par
Um reservatório retangular de 28 cm de altura, 18 cm de comprimento e 18 cm de largura suspenso em uma sala a 24 °C é inicialmente preenchido com água fria a 2 °C. A temperatura da superfície do reser