Hot air at
is blown over a
flat surface at
. If the average convection heat transfer coefficient is
, determine the rate of heat transfer from the air to the plate, in kW.
Passo 1
Beleza, vamos entender o que a questão está pedindo. Temos um fluxo de ar quente a
soprando sobre uma superfície plana de
que está a
. Queremos descobrir a taxa de transferência de calor desse ar para a placa. Para resolver isso, vamos usar a fórmula da transferência de calor por convecção, que envolve o coeficiente de transferência de calor convectivo, a área da superfície e a diferença de temperatura entre o ar e a placa.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular a diferença de temperatura (
) entre o ar e a superfície:
Essa diferença de temperatura é o “motor” que impulsiona a transferência de calor.
Passo 3
Agora, vamos calcular a área (
) da superfície pela qual o calor está sendo transferido. A área é o produto do comprimento pela largura:
Essa área determina quanto espaço está disponível para a transferência de calor acontecer.
Passo 4
Com a diferença de temperatura e a área calculadas, vamos usar a fórmula da transferência de calor por convecção:
Onde:
-
é a taxa de transferência de calor, -
é o coeficiente de transferência de calor convectivo ( ), -
é a área, -
é a diferença de temperatura.
Substituindo os valores:
Passo 5
Vamos fazer as contas:
Como a questão pede a resposta em quilowatts (kW), vamos converter:
Resposta
A taxa de transferência de calor do ar para a placa é de 3.212 kW.