Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Incropera - Fundamentos de Transferência de Calor e Massa- Ed: 7º - Capítulo 8.Problemas - Ex. 92
Uma placa de circuito impresso (PCI) é resfriada pelo escoamento de ar em regime laminar, plenamente desenvolvido, em canais adjacentes entre placas paralelas de comprimento L e distância de separação a. Os canais podem ser considerados infinitos na direção transversal (normal à página) e as superfícies superior e inferior são isoladas. A temperatura Ts da placa PCI é uniforme e o escoamento do ar, com uma temperatura de entrada igual a Tm,ent, é impulsionado por uma diferença de pressões Δp.
Calcule a taxa de retirada de calor média do PCI por unidade de área (W/m2).
Passo 1
Beleza galerinha, vamos lá! As equações de energia para determinar a taxa de calor de uma superfície da placa são Eqs. 8.34 e 8.41b,
onde As = Lw e P = w, já que a transferência de calor é apenas de uma superfície, onde w é a largura no sentido transversal. Para a condição de fluxo totalmente desenvolvida, a velocidade é estimada a partir da relação de queda de pressão de atrito, Eq. 8.22a,
onde o diâmetro hidráulico para a secção transversal do canal é
Passo 2
O fator de atrito f da Tabela 8.1 para a seção transversal b/a = ∞ é,
onde está o número Reynolds,
e a taxa de fluxo através de um canal é,
Para um fluxo laminar totalmente desenvolvido a partir da Tabela 8.1.
Passo 3
Substituindo Eqs. (4) e (5) por Eq. (3) e resolvendo por um rendimento,
Assim, o fluxo é laminar, portanto,
