Exercícios de Soluções Tabeladas para Condução Transiente - Lista de Exercícios Resolvida

(Adaptado) Um chip, com base quadrada de lado e espessura , é montado em um substrato. O substrato comporta-se como um isolante ideal. O chip é resfriado por convecção forçada de ar através da sua superfície superior, que é a única não isolada pelo substrato.

A temperatura do ar é e o coeficiente de transferência de calor é . O chip encontra-se inicialmente desligado e em equilíbrio com o ar. Quando o chip é ligado, energia é gerada uniformemente em seu interior com uma taxa volumétrica .

Forneça:

Formulação matemática do problema.

Solução analítica.

Considere condução de calor transiente e unidimensional em uma placa plana com propriedades constante e espessura .

A placa, que se encontra inicialmente na temperatura uniforme , troca calor através de sua superfície em por convecção com um meio na temperatura com coeficiente de transferência de calor .

A superfície em é mantida na temperatura constante . Sabendo-se que a geração de energia na placa é nula, forneça para este problema:

Formulação matemática.

Solução analítica.

Uma placa de aço , com espessura , encontra-se inicialmente na temperatura uniforme . As duas superfícies da placa são então mantida na temperatura . Para este problema, considerando propriedades físicas constantes, forneça:

Formulação matemática;

Solução analítica;

Temperatura do centro da placa 10 minutos depois de iniciado o resfriamento.