90 - Refaça o Problema 7.29, levando em conta o aumento da temperatura da água ao longo de seu escoamento através do dissipador. As propriedades da água estão listadas no Problema 7.29. Use também e . Sugestão: Suponha que a água não escape pela superfície superior do dissipador de calor e que as camadas-limite sobre a superfície de cada aleta não se encontrem, permitindo assim a avaliação do coeficiente de transferência de calor usando uma correlação do Capítulo 7. Veja também o Problema 11.68.

Agora precisaremos de alguns valores da água que são encontrados na tabela A-6:

Como a temperatura base dos canais é quase uniforme, o dissipador de calor se comporta como um trocador de calor de fluxo único.

A capacidade térmica da água é pode encontrada por meio da equação abaixo:

Onde , logo:

Como o dissipador de calor se comporta como um trocador de calor de fluxo único,

E a taxa de capacidade térmica tende a zero, ou seja, .

O número de Reynolds para o fluxo externo de água é dado pela seguinte equação:

O número médio de Nusselt para fluxo laminar totalmente desenvolvido sobre platina plana é dado por:

O coeficiente convectivo de transferência de calor do ar é determinado a partir da equação dada por:

Reescreva para achar :

A resistência térmica da base é dada por:

O comprimento corrigido da aleta pode ser dado como:

A superfície de todas as aletas é dada por:

Já a área da porção não-envernizada da base é dada por:

Portanto, temos que a área total é dada por:

A eficiência da aleta única é dada por:

Como a largura do canal é maior que a espessura, temos:

Logo:

Portanto, a eficiência da aleta é dada por:

A resistência geral da matriz de aletas é dada por:

Portanto a resistência térmica total é dada pela soma das duas resistências obtidas.

O número de unidades de transferência é expresso como:

A eficácia do trocador de calor com é dada por meio do rearranjo de outra equação usada para encontrar :

A taxa de transferência de calor é dada por:

A temperatura base do dissipador de calor é .