Óleo motor a uma temperatura de 74^circ C escoa a 1 m / s sobre uma espessa placa de aço (AISI 1010) cuja temperatura da superficie superior (em contato com o óleo) é de 80^circ C e a temperatura da face inferior é de 174^circ C. 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;

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:
Qcond = k cdot A cdot De
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 A = comprimento times largura = 15 , m times 10 , m = 150 , m² da placa:
²
A espessura da placa é de 100 cm, ou seja, 1 metro.

Passo 4

Agora, calculamos a diferença de temperatura De:

Passo 5

Substituindo os valores na fórmula da condução:
Qcond = 51 , W/m·K times 150 , m² times 94 , K1 , m = 719.100 , W ²

Resposta

A taxa de calor transferido para o óleo é de 719.100 Watts.

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