58 - Uma placa de circuito impresso de , cujos componentes não devem entrar em contato direto com o ar por razões de confiabilidade, deve ser resfriada com ar frio escoando através de um canal de de comprimento e de seção transversal retangular de usinado na placa. O calor gerado pelos componentes eletrônicos é conduzido através da fina camada da placa para o canal, onde é removido pelo ar que entra no canal a. O fluxo de calor na superfície superior do canal pode ser considerado uniforme, e a transferência de calor através de outras superfícies é desprezível. Considerando que a velocidade do ar na entrada do canal não excede e a temperatura da superfície do canal permanecer abaixo de , determine a potência total máxima dos componentes eletrônicos para a montagem segura nessa placa de circuito.

Da tabela de propriedades do ar a e temperatura média de temos:

Condutividade térmica é:

Viscosidade cinemática é:

O número Prandtl é:

O Calor específico é:

A Densidade é:

Antes de calcularmos o Reynolds, precisamos calcular o diâmetro hidráulico:

O número de Reynolds para o fluxo é determinado a partir da equação dada por:

Como , o fluxo é considerado laminar.

Comprimento hidrodinâmico de entrada é dado por:

Isso é menor que o comprimento da PCI, portanto, o fluxo é um fluxo laminar totalmente desenvolvido.

Na tabela de número de Nusselt para diferentes seções, temos que:

O coeficiente convectivo de transferência de calor do ar é determinado a partir da equação dada por:

Reescreva para achar :

A taxa de transferência de calor devido à convecção é:

Agora precisamos calcular a taxa de transferência de calor de uma segunda forma, mas antes precisamos calcular a vazão mássica para prosseguir.

Outra maneira de calcular a taxa de transferência é:

Ao igualar as taxas de transferência de calor, temos:

Agora que temos todos os dados, podemos calcular a taxa de transferência de calor.

Portanto, a potência total máxima dos componentes eletrônicos para a montagem segura nessa placa de circuito é .