Um coletor solar tem um canal formado por placas paralelas que está conectado a um reservatório de armazenamento de água na sua parte inferior e a um sumidouro de calor na parte superior. O canal está inclinado em em relação à vertical e tem uma placa de cobertura transparente. Radiação solar transmitida através da placa de cobertura e da água mantém a placa de absorção isotérmica a uma temperatura , enquanto a água que retorna para o reservatório, vinda do sumidouro, está a . O sistema opera como um termossifão, no qual o escoamento da água é induzido exclusivamente pelas forças de empuxo. O espaçamento entre as placas é de e o comprimento das placas é de .

Admitindo que a placa de cobertura seja adiabática em relação à transferência de calor por convecção para ou da água, estime a taxa de transferência de calor da placa de absorção para a água, por unidade de largura da placa, que é normal à direção do escoamento .

Vem comigo resolver essa questão!

Começamos o nosso problema obtendo algumas propriedades da água sob a temperatura de filme na Tabela A.4:

Assim, temos:

Para este problema, devemos calcular a taxa de transferência de calor da placa de absorção para a água por unidade de largura da placa a partir da seguinte equação:

Onde o número de Nusselt pode ser obtido pela correlação de Azevedo e Sparrow para placas isotérmica-isolada termicamente:

Para um intervalo de e , é dado por:

Agora, vamos aos cálculos!