Um experimento para determinar o coeficiente convectivo associado ao escoamento de ar sobre a superfície de um molde de aço inoxidável espesso envolve a inserção de termopares no molde, a distâncias de 15 e 30 mm da superfície, ao longo de uma linha hipotética normal à superfície. O aço tem condutividade térmica de 15   W / ( m · K ) . Se os termopares medirem temperaturas de 60 e 50 ° C no aço quando a temperatura do ar é de 100 ° C , qual é o coeficiente convectivo?

Passo 1

Bora resolver essa questão comigo?

Vai ser rapidinho, confia!

Começamos o nosso problema aplicando um balanço de energia:

q c o n d = q c o n v

Abrindo nossa equação, temos:

h T ∞ - T 0 = k T 1 - T 2 x 2 - x 1

Isolando h :

h = k T 1 - T 2 x 2 - x 1 ⋅ T ∞ - T 0

Passo 2

Assumindo um comportamento linear, consideramos T 0 = 70 ° C , assim, substituindo os valores:

h = 15 ⋅ 60 - 50 30 - 15 ⋅ 100 - 70 × 10 - 3

h = 333,3   W / m 2 ⋅ K  

Fácil né?

Até a próxima questão!

Resposta

h = 333,3   W / m 2 ⋅ K  

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