Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Incropera - Fundamentos de Transferência de Calor e Massa- Ed: 7º - Capítulo 4.Problemas - Ex. 28
28 - Um dissipador de calor de alumínio , usado para resfriar uma série de chips eletrônicos, é constituído por um canal quadrado de dimensão interna , no qual pode-se supor que um escoamento de um líquido mantenha uma temperatura superficial interna uniforme . A largura externa e o comprimento do canal são W = 40 mm e , respectivamente. e chips fixados à superfície externa do dissipador de calor mantêm uma temperatura superficial aproximadamente uniforme de e supondo-se que todo calor dissipado nos chips seja transferido para o refrigerante, qual é a dissipação de calor em cada chip? Sendo a resistência de contato entre cada chip e o dissipador de calor igual a , qual é a temperatura do chip?
Passo 1
Calcule a proporção da largura externa do canal quadrado para a largura interna do canal quadrado .
Aqui, é a largura externa do canal quadrado e é a largura interna do canal quadrado.
Passo 2
Para a relação :
Obtenha a relação do fator de forma para o canal quadrado da tabela 4.1 do caso 11 (fatores de forma de condução e taxas de calor de condução sem dimensão para sistemas selecionados):
Aqui, é o comprimento do canal quadrado.
Passo 3
Calcule a resistência de condução bidimensional da parede do canal quadrado.
Aqui, a é a largura de um dissipador de calor, é a largura do chip, é o comprimento e é a condutividade térmica.
Passo 4
Agora vamos calcular a dissipação de calor por chip.
Aqui, é a temperatura da superfície interna do canal, é a temperatura da superfície externa do dissipador de calor e é o número de chips.
Portanto, a dissipação de calor por chip é .
Passo 5
Vamos calcular a temperatura do chip.
Aqui, é a temperatura da superfície externa do dissipador de calor, é a resistência de contato entre cada chip e o dissipador de calor e é a dissipação de calor por chip.
Portanto, a temperatura do chip é .
Resposta
A dissipação de calor por chip é e a temperatura do chip é .