Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Incropera - Fundamentos de Transferência de Calor e Massa- Ed: 7º - Capítulo 6.Problemas - Ex. 16
16. Seescoamento laminar for induzido na superfície de um disco em função de sua rotação no entorno de seu eixo, sabe-se que o coeficiente convectivo local é uma constante, h = C, independente do raio. Considere condições nas quais um disco de raio re = 100 mm está girando no ar estagnado a T∞ = 20°C e um valor de C = 20 W/(m2 · K) é mantido.
Se um aquecedor elétrico embutido no disco mantém uma temperatura superficial de Ts = 50°C, qual é o fluxo térmico local na superfície superior do disco? Qual é a potência elétrica total requerida? O que você pode dizer sobre a natureza do desenvolvimento da camada-limite sobre o disco?
Passo 1
fluxo de calor local devido à transferência de calor por convecção é expresso como
Por substituição por valores correspondentes dos parâmetros
Fluxo de calor local na superfície,
É dado no problema que o coeficiente de convecção local é uma constante e é independente do raio.
Portanto, temos um coeficiente de convecção médio igual ao coeficiente de convecção local,
A energia elétrica total necessária é a taxa total de transferência de calor.
Conseqüentemente,
A energia elétrica total necessária é, .