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Enunciado

FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Çengel - Transferência de Calor- Ed: 4º - Capítulo 1.Problemas - Ex. 75

75. Um transistor com altura de 0,4   c m e 0,6   c m de diâmetro é montado sobre uma placa de circuito. O transistor é resfriado com ar fluindo sobre ele com coeficiente médio de transferência de calor de 30   W / m 2 ∙ K . Considerando que a temperatura do ar é de 55   ° C e o valor da temperatura da superfície do transistor não excede 70   ° C , determine a quantidade de energia que esse transistor pode dissipar de forma segura. Desconsidere qualquer transferência de calor da base do transistor

Passo 1

Para calcular a quantidade de energia em forma de calor Q = h A s T s - T ∞

Passo 2

Para utilizar a fórmula, temos que primeiramente determinar a área, mas para um cilídro é dado pela soma das áreas

A = A b a s e + A l a t e r a l

A b a s e = π r 2

A l a t e r a l = 2 π r L

Reescrevendo para o diâmetro

A b a s e = π D 2 2

A b a s e = π D 2 4

A l a t e r a l = 2 π D 2 L

A l a t e r a l = π D L

Substituindo na fómula da área

A =   π D 2 4 + π D L

Aplicando os valores na fórmula, temos

A =   π 0 , 6 2 4 + π ∙ 0 , 6 ∙ 0,4

A =   π 0 , 3 6 4 + π ∙ 0 , 24

A =   π ∙ 0,09 + π ∙ 0,24

A = π ∙ 0,0 9 + π ∙ 0 , 24

A = 0,2 827 + 0,7540

A = 1,0367   c m 2

Convertendo para m 2

1,0367   c m 2 1   m 2 10000   c m 2 = 1,0367 × 10 - 4   m 2

Passo 3

Retornando para

Q = h A s T s - T ∞

Substituindo os valores, temos

Q = 30 ∙ 1,0367 × 10 - 4 70 - 55

Q = 3,1101 × 10 - 3 ∙ 15

Q = 0,0466   W

Resposta

Q = 0,0466   W

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