57. Em um processo de fabricação, longos bastões de alumínio de seção transversal quadrada com δ = 25 mm são resfriados a partir de uma temperatura inicial de Ti = 400°C. Qual configuração do esboço deve ser utilizada para minimizar o tempo necessário para os bastões alcançarem uma temperatura segura para o toque de 60°C, quando expostos ao ar em escoamento cruzado com V = 8 m/s e T∞ = 30°C? Qual é o tempo requerido para o resfriamento na configuração preferida? A emissividade dos bastões é ε = 0,10 e a temperatura da vizinhança é de Tviz = 20°C.

As propriedades foram tomadas o ar está na temperatura depois de passar sobre a haste de alumínio.

Na Tabela A.4 (Propriedades termo-físicas dos gases à pressão atmosférica), são as seguintes as propriedades do ar em :

A viscosidade cinemática do ar é

A condutividade térmica do ar é

O prandtl do ar é

Calcule a temperatura média da estrutura pela seguinte fórmula:

As propriedades da barra de alumínio foram obtidas à temperatura :

Na Tabela A.1, (Propriedades termo-físicas de sólidos metálicos selecionados), são as seguintes as propriedades do alumínio em :

A densidade do alumínio é

O calor específico do alumínio é

A condutividade térmica do alumínio é

Calcule o número de Reynolds pela seguinte fórmula:

Calcule o coeficiente médio de transferência de calor por convecção pela seguinte fórmula:

Na tabela 7.3, os valores de e  .

Se a haste for girada para apresentar uma aresta ao fluxo, calcule a largura da haste pela seguinte fórmula:

Calcule o número de Reynolds pela seguinte fórmula:

Calcule o coeficiente médio de transferência de calor por convecção pela seguinte fórmula:

Na tabela 7.3, os valores de e  .