Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Incropera - Fundamentos de Transferência de Calor e Massa- Ed: 7º - Capítulo 6.Problemas - Ex. 40
Sejam os elementos eletrônicos que são resfriados por convecção forçada no Problema 6.39. O sistema de resfriamento foi projetado e testado no nível do mar , mas a placa de circuito foi vendida para um cliente na Cidade do México, que tem uma altitude de e pressão atmosférica de .
a) Determine a temperatura da superfície do localizado a da aresta frontal da placa quando ela é operada na Cidade do México. A dependência de várias propriedades termofísicas com a pressão é observada no Problema 6.22.
b) É desejável que a temperatura de operação do seja independente da localização do cliente. Qual velocidade do ar é necessária para que na operação na Cidade do México a temperatura do seja a mesma da temperatura ao nível do mar?
Passo 1
Letra a)
Começamos a questão calculando o número de Reynolds operando na Cidade do México:
Dados do Problema 6.39:
;
;
.
.
Temos:
A partir do número de Reynolds, encontraremos o número de Nusselt:
Substituindo , e sendo pela Tabela , temos:
Passo 2
No passo seguinte, calcularemos o coeficiente de convecção médio:
Sendo:
.
Temos:
Agora, a área do chip:
Sendo:
.
Temos:
Para acabarmos a Letra a), obteremos a temperatura da superficial do chip:
Dados:
;
.
Temos:
Passo 3
Letra b)
Novamente calcularemos o número de Reynolds, agora a :
Substituindo os dados apresentados ao nível do mar:
Encontrando o número de Nusselt:
Passo 4
Calculando o coeficiente de convecção médio:
Por fim, calcularemos a velocidade do ar é necessária para que na operação na Cidade do México a temperatura do seja a mesma da temperatura ao nível do mar:
Substituindo os dados com , calcularemos o novo :