Estime a taxa de transferência de calor na aleta por unidade de largura,
. Ao calcular o coeficiente de transferência de calor por convecção natural e o coeficiente radiante linearizado, utilize uma temperatura média de
para a superfície da aleta. Resp.
Passo 1
Beleza, vamos dar uma olhada no que a pergunta está pedindo. Temos que estimar a taxa de transferência de calor na aleta por unidade de largura, representada por
. Para isso, precisamos calcular dois coeficientes: o de transferência de calor por convecção natural e o coeficiente radiante linearizado. Vamos usar a temperatura média de
na superfície da aleta. Temos os valores:
e
. Vamos precisar aplicar conceitos de transferência de calor por convecção e radiação para resolver isso.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular o coeficiente de transferência de calor por convecção natural. Esse coeficiente (
) já foi fornecido:
. A convecção natural ocorre sem a presença de ventilação forçada, e o valor de
nos diz quanta energia térmica é transferida por unidade de área e por diferença de temperatura.
Passo 3
Agora, vamos calcular o coeficiente de transferência de calor por radiação linearizado. A radiação térmica também contribui para a transferência de calor da aleta. Para linearizar, usamos a temperatura média fornecida, que é
. Primeiro, precisamos converter essa temperatura para Kelvin:
O coeficiente radiativo linearizado (
) pode ser calculado usando a seguinte relação:
Assumindo que a temperatura ambiente
seja, por exemplo,
(298,15 K) e a emissividade
, e
(constante de Stefan-Boltzmann), temos:
Calculando isso:
Passo 4
Agora, vamos somar os dois coeficientes para obter o coeficiente total de transferência de calor (
):
Passo 5
Com o coeficiente total, podemos calcular a taxa de transferência de calor por unidade de largura (
). A fórmula geral para a transferência de calor por unidade de largura é:
Onde
é a temperatura da superfície da aleta e
a temperatura ambiente. Convertendo
para Kelvin:
Então:
Resposta
A taxa de transferência de calor na aleta por unidade de largura é aproximadamente
.
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e
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a
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e de
.
Respostas:
Respostas:
FIGURA P9-26
desse volume de chumbo?
Resp: