Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Incropera - Fundamentos de Transferência de Calor e Massa- Ed: 7º - Capítulo 3.Problemas - Ex. 33
Considere um transistor de potência encapsulado em uma cápsula de alumínio que tem a sua base presa a uma placa quadrada de alumínio de condutividade térmica , espessura e largura . A cápsula é presa à placa por parafusos que mantêm uma pressão de contato de 1 bar e a superfície de trás da placa transfere calor por convecção natural e radiação para o ar ambiente e uma grande vizinhança a . A superfície tem uma emissividade e o coeficiente convectivo é de. A cápsula encontra-se completamente envolvida por uma cobertura, de modo que se possa admitir que a transferência de calor ocorra exclusivamente pela placa da base.
- Sendo a interface alumínio-alumínio, preenchida com ar, caracterizada por uma área e uma rugosidade de , qual será a dissipação de potência máxima permitida se a temperatura superficial da cápsula, , não puder ser superior a ?
- O coeficiente convectivo pode ser aumentado ao submeter-se a superfície da placa a um escoamento forçado de ar. Explore o efeito de aumentar-se o coeficiente na faixa de ).
Passo 1
Beleza galerinha, vamos lá! (a) Com toda a dissipação de calor transferida através da placa base,
Para obter , o seguinte balanço energético deve ser realizado na superfície da placa
Passo 2
(b) Com a maior contribuição para a resistência total feita por convecção, um benefício significativo pode ser derivado do aumento do valor de h.
