Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Çengel - Transferência de Calor- Ed: 4º - Capítulo 7.Problemas - Ex. 88
88 - No esforço para aumentar a remoção de calor a partir de uma superfície quente a , uma aleta do tipo pino cilindrico com diâmetro de é fixada à superfície quente. O ar a () está fluindo através da aleta a uma velocidade de . Determine a taxa máxima possível de transferência de calor da aleta. Avalie as propriedades do ar a .
Passo 1
Dados fornecidos:
Temperatura da superfície quente,
Velocidade do fluxo,
Diâmetro da aleta,
Temperatura do ar exterior
Passo 2
A temperatura do filme no ar é determinada como:
Com a pressão de e temperatura média do filme , temos:
O número Prandtl é:
Condutividade térmica é:
Viscosidade cinemática é:
Viscosidade dinâmica é:
Calor específico é:
Passo 3
O número de Reynolds para o fluxo é determinado a partir da equação dada por:
Como , o fluxo é considerado laminar.
O número de Reynolds é calculado usando a relação à baixo:
Passo 4
Conforme pedido no problema, precisamos calcular a taxa máxima de transferência de calor da aleta do pino e sabemos que a transferência máxima de calor ocorre quando a aleta é infinitamente longa.
Onde o perímetro da superfície é:
A área da seção transversal da aleta do pino é:
Agora substituindo os valores na equação .
Portanto, a taxa máxima possível de transferência de calor da aleta do tipo pino é .
Resposta
Portanto, a taxa máxima possível de transferência de calor da aleta do tipo pino é .