Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Incropera - Fundamentos de Transferência de Calor e Massa- Ed: 8º - Capítulo 7.Problemas - Ex. 77
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
Bora resolver essa questão juntos!
Começamos o nosso problema fazendo algumas considerações sobre o nosso sistema:
- Estado estacionário;
- Superfície isotérmica;
- Bocal em forma de sino;
- 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, temos:
Onde:
E
Substituindo os dados:
Passo 2
Calculando :
Calculando :
Assim:
Passo 3
Por fim, substituindo os dados obtidos na equação do Passo 1, temos:
E chegamos ao fim, te espero na próxima questão!