Um aquecedor elétrico com de comprimento e de diâmetro é inserido no interior de um orifício perfurado perpendicularmente à superfície de um grande bloco de um material cuja condutividade térmica é de . Estime a temperatura atingida pelo aquecedor quando ele dissipa , com a temperatura na superfície do bloco igual a .
Passo 1
Pela Tabela 4.1 “Fatores de forma de condução e taxas de calor de condução sem dimensão para sistemas selecionados” obtemos o fator de forma para um cilindro vertical em meio semi-infinito:
Dados:
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Temos:
Passo 2
Calculando a temperatura final do aquecedor usando a equação da taxa de transferência de calor por condução adimensional:
Isolando :
Dados:
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Temos: