Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Incropera - Fundamentos de Transferência de Calor e Massa- Ed: 8º - Capítulo 4.Problemas - Ex. 2
Uma placa retangular bidimensional está sujeita às condições de contorno prescritas. Usando os resultados da solução exata para a equação do calor apresentada na Seção 4.2, calcule as temperaturas ao longo do plano médio da placa () em , e considerando os primeiros cinco termos diferentes de zero da série infinita. Avalie o erro resultante do uso apenas dos três primeiros termos da série infinita.
Passo 1
Fala Pessoal!! Vem comigo fazer mais uma questão!!
Para resolver essa questão, podemos começar fazendo as seguintes suposições:
(1) Condução em estado estacionário bidimensional.
(2) Propriedades constantes.
Passo 2
Da Seção 4.2, a distribuição da temperatura é
Passo 3
Considerando agora o ponto e, portanto, , e , temos o seguinte:
Podemos perceber que quando é um numero par , o termo
Logo, os primeiro 5 termos não nulos serão quando . Substituindo, temos:
Portanto a temperatura em é .
Passo 4
Considerando agora o ponto e, portanto, , e , temos o seguinte:
Podemos perceber que quando é um numero par , o termo
Logo, os primeiro 5 termos não nulos serão quando . Substituindo, temos:
Portanto a temperatura em é .
Passo 5
Considerando agora o ponto e, portanto, , e , temos o seguinte:
Podemos perceber que quando é um numero par , o termo
Logo, os primeiro 5 termos não nulos serão quando . Substituindo, temos:
Portanto a temperatura em é .
Passo 6
Usando uma HP, se usarmos apenas os 3 primeiros termos do somatório, vamos encontrar as seguintes temperaturas:
Considerando agora o ponto
Considerando agora o ponto
Considerando agora o ponto
Podemos perceber que utilizando apenas 3 termos não nulos vamos encontrar valores muito próximos.
Resposta
Para o ponto
Para o ponto
Para o ponto