Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Çengel - Transferência de Calor- Ed: 4º - Capítulo 5.Problemas - Ex. 59
Considere a transferência de calor permanente bidimensional em um longo corpo sólido cuja seção transversal é dada na Fig. P5–59. As temperaturas dos nós selecionados e as condições térmicas nos contornos são mostradas. A condutividade térmica do corpo é, e calor é gerado no corpo uniformemente a uma taxa de . Usando o método das diferenças finitas com tamanho da malha de , determine as temperaturas dos nós 1, 2 e 3 e a taxa de perda de calor pela superfície inferior através da seção de de comprimento do corpo.
Passo 1
Muito bem, vamos colocar os dados do enunciado aqui:
Para esse exercício iremos utilizar nossa formulação para diferenças finitas para malhas quadradas, ou seja, essa aqui:
E note que temos geração de calor, lembrando que
Passo 2
Aplicando a nossa formulação nos seguintes nós.
:
Passo 3
Substituindo os termos e resolvendo as equações, podemos chegar nas temperaturas:
Passo 4
A taxa de transferência de calor através da seção de pode ser encontrada a partir da equação:
Resposta
Ei, a resposta está no passo a passo :)