70 - Um computador é constituído por um conjunto de cinco placas de circuitos integrados (PCI), cada uma dissipando de potência. O resfriamento dos componentes eletrônicos de uma placa é viabilizado pelo escoamento forçado de ar, igualmente distribuído nas passagens formadas por placas adjacentes, e o coeficiente convectivo associado à transferência de calor dos componentes para o ar é de aproximadamente . O ar entra na torre do computador a uma temperatura de e o escoamento é impulsionado por um ventilador cujo consumo de potência é de .

(a) Se o aumento de temperatura no escoamento do ar, , não deve exceder a , qual é a vazão volumétrica mínima permitida do ar? A densidade e o calor específico do ar podem ser aproximados por e , respectivamente.

(b) O componente que é mais suscetível à falha térmica dissipa de área superficial. Para minimizar o potencial para ocorrência desta falha, onde este componente deve ser instalado sobre uma PCI? Qual é a sua temperatura superficial nesta posição?

1. Obtenha a vazão volumétrica mínima permitida do ar pela conservação de energia para o sistema aberto da seguinte maneira.

Como não há energia cinética e nem potencial, substituímos e , por zero.

Aqui, vamos substituir por , por e por .

Vamos agora substituir os termos e , por e respectivamente.

Aqui, é a vazão mássica do ar, é a energia que é dissipada pelas placas de circuito impresso,  é o consumo de energia, o  é o calor específico a pressão constante e o  é o aumento da temperatura do fluxo de ar.