Calcule o número de Nusselts para as seguintes situações: Um componente eletrônico horizontal com uma temperatura de superfície de de largura e 10 mm de comprimento, dissipando por convecção livre de um lado para o ar onde a temperatura é e k 0,026 .

Passo 1

Beleza, vamos resumir o que a gente tem aqui. O exercício quer que a gente calcule o número de Nusselt para um componente eletrônico que está liberando calor por convecção natural. A matéria envolvida é transferência de calor por convecção, e vamos precisar entender como calcular o coeficiente de transferência de calor e, a partir disso, o número de Nusselt. Vamos usar fórmulas que relacionam potência dissipada, área, diferença de temperatura e a condutividade térmica do ar.

Passo 2

Primeiro, vamos identificar os dados que temos:
  • Temperatura da superfície do componente:
  • Temperatura do ar ambiente:
  • Diferença de temperatura ( ):
  • Largura do componente:
  • Comprimento do componente:
  • Potência dissipada por convecção ( ):
  • Condutividade térmica do ar ( ):

Passo 3

Vamos calcular a área ( ) pela qual o calor está sendo transferido. Como o componente é horizontal e retangular, a área é:

Passo 4

Agora, usamos a fórmula da potência dissipada por convecção para encontrar o coeficiente de transferência de calor ( ):
Substituindo os valores:

Passo 5

Com o coeficiente encontrado, podemos calcular o número de Nusselt ( ) usando a fórmula:
Onde é o comprimento característico, que neste caso é . Substituindo os valores:

Resposta

O número de Nusselt para as condições fornecidas é aproximadamente 51,28.

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