Considere uma série de aletas retangulares verticais, que deve ser usada para resfriar um componente eletrônico, montada em ar atmosférico quiescente a . Cada aleta te L = 20 mm e H = 150 mm, e opera a uma temperatura aproximadamente uniforme de .

(a) Admitindo que cada superfície da aleta seja uma placa vertical em um meio quiescente infinito, descreva sucintamente o motivo da existência de um espaçamento ótimo entre aletas S. Usando a figura 9.4, estime o valor ótimo de S para as condições especificadas.

(b) Para o valor ótimo de S e uma espessura das aletas de t = 1,5 mm, estime a taxa de transferência de calor saindo das aletas para uma série de aletas com largura W = 355 mm.

(a) Se as aletas estiverem muito próximas, a camada limite nas superfícies adjacentes irão coalescer e a transferência de calor diminuir. Se as aletas estiverem muito afastadas, a área superficial começa a ficar muito pequena e a transferência de calor também diminui. Então a distância ótima, deve ser tal que .

Da figura 9.4 a camada limite corresponde a:

Portanto,

Portanto

(b) O número de aletas N pode ser encontrada como:

E a taxa ser dada por

Note que precisamos encontrar h, e como temos um escoamento laminar, temos a equação de Nusselt dada por: