Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Çengel - Transferência de Calor- Ed: 4º - Capítulo 3.Problemas - Ex. 117
Uma parede plana com temperatura de superfície de 350°C está ligada a aletas retangulares retas . As aletas são expostas à condição do ar ambiente de 25°C e o coeficiente de transferência de calor por convecção é de . Cada aleta tem um comprimento de 50 mm, uma base de 5 mm de espessura e uma largura de 100 mm. Determine a eficiência, taxa de transferência de calor e eficácia de cada aleta, usando (a) Tabela 3–3 e (b) Figura 3–43.
Passo 1
Boom galera, para começar vamos olhar a letra (a)!
A Tabela 3-3 nos diz que:
Pela Tabela nós vemos que a eficiência pode ser calculada como:
A tabela também nos diz que:
´
Temos tudo o que precisamos para calcular a eficiência?
Vamos conferir:
Tudo certo, né?
Então vamos calcular nossos termos e em seguida substituir na fórmula da eficiência:
Na eficiência:
Ou melhor:
Passo 2
O próximo a ser encontrado é a taxa de transferência de calor da aleta.
E para isso nós também temos uma fórmula:
Já temos tudo o que precisamos:
Menos a área !
Mas usando a Tabela novamente, vemos que:
Substituindo os dados do problema:
Na fórmula do calor:
Passo 3
Para finalizar a letra (a) temos que achar a eficácia, bora lembrar como?
Quando nós não temos a aleta o calor pode ser calculado simplesmente como:
A área da base pode ser expressa simplesmente por:
Na fórmula do calor:
Agora é só substituir nossos dados:
Na fórmula da eficácia:
Agora acabamos !
AAAAAA .... Que nada !
Bora pra letra (b)!!
Passo 4
Primeiro vamos ver essa Figura 3-43:
Teremos que calcular agora o parâmetro:
Já sabemos que:
Aqui a área será calculada de forma diferente:
Substituindo:
Na fórmula do parâmetro:
Intercedendo no gráfico o valor de com a curva da aleta escolhida, obtemos uma eficiência próxima a 0,81. Então:
Passo 5
O próximo a ser encontrado é a taxa de transferência de calor da aleta.
Faremos igualzinho ao anterior só que aqui a eficiência é um pouco diferente:
Já temos tudo o que precisamos:
Como a área é calculada da mesma forma:
Então:
Passo 6
Para finalizar a letra (a) temos que achar a eficácia, bora lembrar como?
A transferência de calor sem a aleta não varia:
Na fórmula da eficácia:
Agora sim nós acabamos !