Óleo motor a uma temperatura de
escoa a
sobre uma espessa placa de aço (AISI 1010) cuja temperatura da superficie superior (em contato com o óleo) é de
e a temperatura da face inferior é de
. A placa possui 15 m de comprimento por 10 metros de largura e uma espessura de 100 cm . Para condições de regime estacionário, determine:
a. A taxa de calor transferido para o Óleo;
a. A taxa de calor transferido para o Óleo;
Passo 1
Primeiro, vamos entender o que o exercício está pedindo. Temos um óleo motor escoando sobre uma placa de aço com temperaturas conhecidas na superfície superior e inferior. O objetivo é determinar a taxa de calor transferido para o óleo. Para resolver isso, vamos usar conceitos de transferência de calor por condução e convecção. Precisaremos das propriedades térmicas do aço, das dimensões da placa e das temperaturas envolvidas.
Passo 2
Vamos começar calculando a taxa de calor transferido por condução através da placa de aço. A Lei de Fourier nos dá a fórmula para a condução de calor:
Onde:
-
é a taxa de calor por condução (em Watts, W), -
é a condutividade térmica do material (para o aço AISI 1010, ), -
é a área da placa (em metros quadrados, m²), -
é a diferença de temperatura através da placa (em Kelvin, K), -
é a espessura da placa (em metros, m).
Passo 3
Calculando a área
da placa:
A espessura
da placa é de 100 cm, ou seja, 1 metro.
Passo 4
Agora, calculamos a diferença de temperatura
:
Passo 5
Substituindo os valores na fórmula da condução:
Resposta
A taxa de calor transferido para o óleo é de 719.100 Watts.