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Enunciado

FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Incropera - Fundamentos de Transferência de Calor e Massa- Ed: 8º - Capítulo 1.Problemas - Ex. 15

O coeficiente de transferência de calor por convecção natural sobre uma chapa quente, fina e na posição vertical, suspensa no ar em repouso, pode ser determinado através da observação da variação da temperatura da chapa com o tempo, na medida em que ela esfria. Considerando a placa isotérmica e que a troca de calor por radiação com a vizinhança seja desprezível, determine o coeficiente de convecção no instante de tempo no qual a temperatura da chapa é de 245 ° C e a sua taxa de variação com o tempo ( d T / d t ) é de - 0,028   K / s . A temperatura do ar ambiente é de 25 ° C , a chapa mede 0,4 × 0,4   m , possui massa de 4,25   k g , com um calor específico de 2770   J / ( k g   ·   K ) .

Passo 1

Opa, tudo bem?

Se ajeita na cadeira e vem comigo resolver esse problema!

Começamos aplicando um balanço de energia no sistema proposto:

E ˙ e n t - E ˙ s a i = E ˙ A c u m

Como não temos fluxo de energia entrando, abrindo a nossa equação, temos:

- 2 h A s T s - T ∞ = m c p d T d t

Como queremos o coeficiente de transferência de calor, devemos isolá-lo:

h = - m c p 2 A s T s - T ∞ d T d t

Passo 2

Substituindo os dados, temos:

h = - 4,25 ⋅ 2770 2 ⋅ 0,4 ⋅ 0,4 ⋅ 245 - 25 ⋅ ( - 0,028 )

h = 4,68   W / m 2 ⋅ K

Fácil né?

Até a próxima questão!

Resposta

h = 4,68   W / m 2 ⋅ K

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