Aletas circulares de resfriamento de diâmetro
e comprimento
, feitas de cobre
, são utilizadas para aumentar a transferência de calor a partir de uma superfície mantida na temperatura
. Cada vareta tem sua extremidade fixada nessa superfície
, enquanto a extremidade oposta
é fixada na segunda superficie, mantida a
. O ar que flui entre as superfícies e a varetas também está a
, e o coeficiente de convecção é
.
Passo 1
Beleza, vamos lá! O exercício fala sobre transferência de calor usando aletas de resfriamento feitas de cobre. Temos duas superfícies com temperaturas diferentes e aletas circulares que ajudam a aumentar a transferência de calor entre elas. Para resolver isso, vamos precisar entender de condução de calor nas aletas e convecção no ar ao redor delas.
Passo 2
Primeiro, vamos identificar os dados que temos:
- Diâmetro da aleta,
- Comprimento da aleta,
- Condutividade térmica do cobre,
- Temperatura da superfície 1,
- Temperatura da superfície 2,
- Temperatura do ar,
- Coeficiente de convecção,
Passo 3
Vamos calcular a área de superfície da aleta, que é importante para a transferência de calor. As aletas são cilindros, então a área
é:
Substituindo os valores:
Passo 4
Agora, vamos calcular a perda de calor por condução através da aleta. A fórmula para a transferência de calor por condução em uma aleta é:
Onde
Substituindo os valores:
Passo 5
Por fim, vamos considerar a transferência de calor por convecção no ar ao redor das aletas. A fórmula para transferência de calor por convecção é:
Onde
e
. Porém, nesse caso, como as temperaturas são iguais, a transferência por convecção é zero.
Resposta
A transferência de calor total pelas aletas de resfriamento é aproximadamente 157,57 W.