Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Çengel - Transferência de Calor- Ed: 4º - Capítulo 5.Problemas - Ex. 56
Considere uma transferência de calor permanente bidimensional em um longo corpo sólido cuja seção transversal é dada na Fig. P5–56. As temperaturas dos nós selecionados e as condições térmicas nos contornos são mostradas. A condutividade térmica do corpo é e o calor é gerado no corpo uniformemente a uma taxa de . Usando o método das diferenças finitas com tamanho de malha de, determine as temperaturas dos nós 1, 2, 3 e 4 e a taxa de perda de calor na superfície superior através da seção do corpo de de comprimento.
Passo 1
Expressando nossa equação de diferenças finitas para malha quadrada:
Utilizando-se da simetria da nossa geometria, e
Passo 2
Logo precisamos somente de duas equações para encontrar nossas temperaturas. Sendo elas:
:
:
Passo 3
Utilizando de nossas igualdades, as equações se tornam:
Passo 4
Resolvendo as equações simultaneamente, as temperaturas são...
Passo 5
Podemos encontrar a taxa e transferência de calor superior com profundidade de , aplicando um balanço de energia:
Resposta
Ei, a resposta está no passo a passo :)