Exercícios de Introdução à Convecção - Lista de Exercícios Resolvida

Para o escoamento laminar sobre uma placa plana, sabe-se que o coeficiente de transferência de calor local varia com , onde é a distância da aresta frontal da placa.

Qual é a razão entre o coeficiente médio entre a aresta frontal e alguma posição na placa e o coeficiente local em ?

Ar com uma temperatura na corrente livre de , escoa paralelamente sobre uma placa plana de comprimento e temperatura .

Entretanto, obstáculos colocados no escoamento intensificam a mistura com o aumento da distância da aresta frontal e a variação espacial das temperaturas medidas no interior da camada-limite é correlacionada por uma expressão da forma onde e representam respectivamente os eixos horizontal e vertical, e estão em metros.

Determine e represente graficamente a maneira pela qual o coeficiente convectivo local varia com . Calcule o coeficiente convectivo médio para a placa.

Água a uma temperatura de escoa sobre uma das superfícies de uma parede de aço (AISI 1010), cuja temperatura de . A parede possui uma espessura de e sua outra superfície está a uma temperatura de .

Para condições de regime estacionário, qual é o coeficiente convectivo associado ao escoamento da água?

Quais são os gradientes de temperatura na parede e na água que está em contato com a parede?

Esboce a distribuição de temperaturas na parede e na água a ela adjacente.

A taxa de transferência de calor, por unidade de largura (normal à página), em uma seção longitudinal,, , pode ser representada por , onde é o coeficiente médio na seção de comprimento .

Considere escoamento laminar sobre uma placa plana com uma temperatura uniforme . A variação espacial do coeficiente convectivo local tem a forma , onde é uma constante.

Partindo da equação da taxa convectiva na forma , deduza uma expressão para em termos de , e .

Deduza uma expressão para em termos de , e dos coeficientes médios e , correspondentes aos comprimentos e respectivamente.

O escoamento paralelo de ar atmosférico sobre a superfície de uma placa plana de comprimento é perturbado por uma série de bastões estacionários posicionados na trajetória do escoamento sobre a placa.

Medidas em laboratório do coeficiente convectivo local na superfície da placa foram efetuadas para um dado valor de e . Os resultados são correlacionados por uma expressão na forma , onde possui unidades de e está em metros.

Calcule o coeficiente convectivo médio sobre toda a placa e a razão na aresta traseira .