A superfície de um coletor solar pode ser considerada como uma placa plana, com dimensões de . A temperatura desta superfície é praticamente uniforme e de .
Ar a escoa sobre a placa ao longo de seu comprimento, com velocidade de . Calcule:
Coeficiente médio de transferência de calor sobre a placa;
Coeficiente local de transferência de calor em ;
Fluxo de calor local em ;
Taxa de calor trocado entre a placa e o ar.
Passo 1
Antes de qualquer coisa, precisamos das propriedades do ar. Usando a temperatura de filme como referência, temos que:
De acordo com a tabela A.4 do Incropera, temos que:
Passo 2
Coeficiente médio de transferência de calor sobre a placa;
Agora que já temos as propriedades do fluido, podemos calcular o número de Reynolds:
O regime é turbulento. Supondo escoamento turbulento em toda a placa, o número de Nusselt médio será:
Finalmente, o coeficiente convectivo médio será:
Passo 3
Coeficiente local de transferência de calor em ;
O número de Nusselt local é dado por:
Assim, o coeficiente convectivo será:
Passo 4
Fluxo de calor local em ;
O fluxo de calor será dado por:
Passo 5
Taxa de calor trocado entre a placa e o ar.
Nesse caso, como extamos interessados na taxa de calor, vamos usar o coeficiente convectivo médio.
Resposta