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Enunciado

FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Incropera - Fundamentos de Transferência de Calor e Massa- Ed: 6º - Capítulo 3.Problemas - Ex. 27

Aproximadamente 10^6 componentes elétricos discretos podem ser colocados em um único circuito integrado, com uma dissipação térmica na ordem de 3000 w/m^2.

  1. Esboce o circuito térmico equivalente para condições de regime estacionário. Usando as variáveis, identifique a resistências apropriadas, as temperaturas e os fluxos térmicos.

Passo 1

Fala aí galerinha? Tudo bem com vocês? Bora pra cima! No item a), ele pede pra gente esboçar o circuito térmico equivalente. Dessa forma, temos:

No item b), calculando a temperatura do chip, vamos aplicar a conservação de energia para uma superfície de controle sobre o chip, ou seja:

E e n t r a - E s a i = 0

Logo,

q c - q i - q 0 = 0

Dessa forma:

q c = T c - T ∞ , i 1 h i + L k b + R t , c + T c - T ∞ , o 1 / h o

Passo 2

A parte boa, é que a questão nos deu que:

Substituindo os valores e encontrando T C que é a temperatura do chip:

q c = T c - T ∞ , i 1 h i + L k b + R t , c + T c - T ∞ , o 1 / h o

3 ⋅ 10 4 = T c - 20 ° C 1 40 + 0,005 1 b + 10 - 4 + T c - - 20 ° C 1 / 1000

Logo,

T C = 49 ° C

Por fim, calculando no item c) a máxima dissipação de calor para o dielétrico do liquido:

Para T c = 49 ° e h o = 1000

q c = 67,160   W / m 2

Consultando a tabela A - 2 , para o óxido de alumínio.

Resposta

a)

b) T C = 49 ° C

c) q c = 67,160   W / m 2

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