(10) O que sāo aletas? Quais os mecanismos de transferência de calor envolvidos durante o uso de aletas? Qual é a razāo para o uso de aletas em superficies? Quais sāo as configuraçōes típicas das aletas?

Passo 1

Vamos dar uma olhada no que a questão está pedindo. Ela fala sobre “aletas” no contexto de transferência de calor. Precisamos entender o que são aletas, quais são os mecanismos de transferência de calor envolvidos quando usamos aletas, por que as usamos em superfícies e quais são as configurações típicas dessas aletas. Para resolver isso, vamos precisar conhecer os conceitos básicos de condução, convecção e geometria das aletas.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que são aletas. Aletas são estruturas finas e alongadas fixadas em superfícies para aumentar a área de troca térmica. Pense nelas como extensões que ajudam a dissipar mais calor do que a superfície original conseguiria sozinha.

Passo 3

Agora, vamos falar sobre os mecanismos de transferência de calor envolvidos. As aletas principalmente facilitam dois tipos de transferência de calor: condução e convecção. A condução ocorre através do material da aleta, transferindo calor da superfície quente para o ar ou outro fluido ao redor. Já a convecção acontece quando o ar ou o fluido em movimento absorve o calor da aleta e o leva embora.

Passo 4

Por que usamos aletas em superfícies? A razão principal é aumentar a eficiência de transferência de calor. Ao adicionar aletas, aumentamos a área de superfície disponível para a troca térmica sem precisar aumentar a própria superfície principal. Isso é especialmente útil em dispositivos como dissipadores de calor em eletrônicos, onde queremos manter os componentes na temperatura adequada sem ocupar muito espaço.

Passo 5

Por último, vamos ver as configurações típicas das aletas. Existem várias formas comuns:
  • Aleta plana: a mais simples, com superfície plana e retangular.
  • Aleta de aleta laminada: composta por várias camadas finas para aumentar a área.
  • Aleta de aleta corrugada: com ondulações para melhorar a turbulência do fluxo de ar.
  • Aleta de aleta radial: dispostas em torno de um eixo, usadas em radiadores.

Resposta

As aletas são estruturas finas e alongadas adicionadas a superfícies para aumentar a área de troca térmica. Durante o uso de aletas, os mecanismos de transferência de calor envolvidos são a condução, que transfere o calor através da própria aleta, e a convecção, que dissipa o calor para o ambiente ao redor. A razão para o uso de aletas em superfícies é aumentar a eficiência na transferência de calor sem aumentar significativamente o tamanho da superfície original. As configurações típicas das aletas incluem aletas planas, laminadas, corrugadas e radiais.

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Transferência de Calor

) Um chip, que possui de lado e espessura , é encaixado em um substrato cerâmico. Sua superfície exposta é resfriada por convecção por um líquido iônico com e . Quando desligado, o chip encontra-se em equilíbrio térmico com o líquido iônico. Contudo, quando o chip é energizado, sua temperatura aumenta até que uma nova condição de regime estacionário seja alcançada. Na análise a seguir, o chip energizado é caracterizado por um aquecimento volumétrico uniforme . Suponha uma resistência de contato entre o chip e o substrato infinita, determina a temperatura do chip no regime estacionário. Após a ativação do chip, quanto tempo ele leva para atingir uma temperatura de inferior a temperatura do regime estacionário? A densidade e o calor específico do chip são e c , respectivamente.
) Considere a transferência de calor em uma placa quadrada bidimensional, e , de condutividade térmica constante, , com condições de contorno adiabáticas em duas faces ( e ), de terceiro tipo em outra face ( , com coeficiente de convecção ) e de primeiro tipo na última face . Além disso, meio gera uma taxa volumétrica de calor proporcional à diferença de temperatura
a) Quais os números adimensionais existentes neste problema.
b) Desprezando a geração de calor. Qual a distribuição de temperatura na placa.
(30) Indique e explique a necessidade do uso de aletas em um sistema real, ou seja: analise a aplicaçāo das aletas na prática a partir de um exemplo real.
(15) Quando a utilizaçāo da aleta é justificada?