Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Incropera - Fundamentos de Transferência de Calor e Massa- Ed: 7º - Capítulo 3.Problemas - Ex. 172
Filas de módulos termoelétricos do Exemplo 3.13 estão fixadas na placa plana absorvedora do Problema 3.108. As filas de módulos estão separadas por e a parte inferior dos módulos é resfriada por água a uma temperatura de , com .
Determine a potência elétrica produzida por uma fila de módulos termoelétricos conectados eletricamente em série com uma resistência carga de . Calcule a taxa de transferência de calor para a água escoando nos canais. Suponha filas com módulos colocados um junto ao outro, com comprimento da fila e do tubo de água iguais a , com , a dimensão do módulo retirada do Exemplo 3.13. Despreze resistências térmicas de contato e a queda de temperatura ao longo da parede do tubo, e suponha que a alta condutividade térmica da parede do tubo crie uma temperatura uniforme ao redor do seu perímetro. Em função da resistência térmica presente devido aos módulos termoelétricos, não é apropriado supor que a temperatura da placa de absorção, diretamente acima de um tubo, seja igual à temperatura da água.
Passo 1
Fala aí! Vamos resolver essa questão? Partiu!
Determinar a potência elétrica e a taxa de tranferência de calor… Vamos nessa!
Agora vamos lembrar que para calcular nossa potência podemos usar a fórmula:
Então precisamos encontrar esse , beleza? Pra isso precisamos do:
Agora precisaremos usar as equações 3.125 e 3.126 do livro… Tudo em prol da corrente, vamos lá:
Passo 2
Agora vamos encontrar quem é o nosso :
Se a nossa energia produzida é igual a nossa energia dissipada, vamos ter que:
Passo 3
E ainda está faltando o nosso , não podemos esquecer dele! Podemos encontrar ele por essa equação aqui olha só:
Passo 4
Agora podemos montar o que achamos em um sistema, olha só:
Sistema a gente já está acostumado a resolver, né?
Resolvendo esse carinha aí vamos ter que:
Agora é só retornar lá na nossa equação da potência:
E nossa transferência de calor total será:
Uhull! Conseguimos!