Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Incropera - Fundamentos de Transferência de Calor e Massa- Ed: 7º - Capítulo 7.Problemas - Ex. 100
Um transistor circular com de diâmetro é resfriado pela colisão de um jato de ar que sai de um bocal circular com de diâmetro a uma velocidade de e a uma temperatura de . A saída do bocal e a superfície exposta do transistor estão separadas por uma distância de
Se o transistor se encontra isolado em todas as suas superfícies exceto na superfície exposta e a sua temperatura superficial não pode ultrapassar , qual é a potência operacional máxima permissível do transistor?
Passo 1
Nessa questão nós temos a geometria do impacto do jato de ar em um transistor, a temperatura e velocidade do jato. Além também, da temperatura máxima permitida do transistor. Com isso, precisamos encontrar a potência operacional máxima permitida.
Passo 2
Para resolver essa questão nós vamos assumir:
(1) Condições de estado estacionário;
(2) Superfície isotérmica;
(3) Bocal em forma de sino;
(4) Toda a energia do transistor é dissipada no jato.
A potência máxima ou taxa de transferência de calor por convecção é:
Para um único bocal redondo,
Onde,
E,
Passo 3
Com,
Então,