Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Incropera - Fundamentos de Transferência de Calor e Massa- Ed: 7º - Capítulo 1.Problemas - Ex. 77
77 - Um experimento para determinar o coeficiente convectivo associado ao escoamento de ar sobre a superfície de um molde de aço inoxidável espesso envolve a inserção de termopares no molde, a distâncias de e da superfície, ao longo de uma linha hipotética normal à superfície. O aço tem condutividade térmica de . Se os termopares medirem
temperaturas de e no aço quando a temperatura do ar é de , qual é o coeficiente convectivo?
Passo 1
O probelma pode ser representado da seguinte maneira:
Passo 2
Como o gradiente de temperatura no sólido deve ser linear para as condições prescritas, assumimos que no nó 0 da figura tem-se que o valor para .
Vamos então, calcular o coeficiente de convecção.
Aplique o balanço de energia da superfície à fundição da seguinte maneira:
Aqui, é a condutividade térmica, são as temperaturas dos termopares nos nós 1 e 2 a uma distância de e da superfície, é a temperatura no nó (0), é a distância dos termopares da superfície e é a temperatura ambiente do ar.
Passo 3
Usando os valores fornecidos no enunciado, temos que:
Portanto, o coeficiente de convecção é