Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Incropera - Fundamentos de Transferência de Calor e Massa- Ed: 7º - Capítulo 9.Problemas - Ex. 17
Considere uma placa vertical com dimensões que encontra-se a em um ambiente quiescente a. Com objetivo de minimizar a transferência de calor na placa, qual orientação, (A) ou (B), é preferível? Qual é a transferência de calor por convecção na superfície frontal da placa com ela posicionada na orientação preferível?
Passo 1
Nessa questãozitcha nós temos as dimensões de uma placa vertical, assim como a temperatura da placa e do ambiente.
Com essas informações queremos encontrar a orientação preferida, A ou B, para minimizar a transferência de calor por convecção e a taxa de transferência de calor por convecção para essa orientação. Vamos lá!
Passo 2
Para resolver essa questão vamos assumir:
(1) Condições de estado estacionário;
(2) Propriedades constantes, que serão retiradas da Tabela A.4;
(3) Gás ideal;
(4) Ambiente quieto.
Observe que o valor máximo do número Rayleigh está associado à orientação B,
Substituindo os valores temos,
Onde e
Passo 3
Como o número máximo de Rayleigh é menor que , as condições de fluxo são laminares para ambas as orientações.
Portanto, para minimizar a transferência de calor da placa, desejamos maximizar a espessura da camada limite e, assim, maximizar o comprimento da placa na direção vertical. Então, a orientação B é preferida.
Substituindo os valores,
Passo 4
Então,
Substituindo os valores,
Resposta
A orientação B é preferida.