Um computador deve ser resfriado por um ventilador. Os componentes eletrônicos do computador consomem 60 W de potência quando atingem carga total. O computador deve operar em ambientes a temperaturas de até 45 °C e altitudes de até 3.400 m, onde a pressão atmosférica média é de 66,63 kPa. A temperatura de saída do ar não deve exceder os 60 °C para atender as necessidades de confiabilidade. Da mesma forma, a velocidade média do ar não deve exceder 110 m/min na saída do gabinete do computador – onde o ventilador está instalado – para manter o nível de ruído baixo. Determine o fluxo de massa de ar do ventilador que precisa ser instalado e o diâmetro da carcaça do ventilador.

Obtendo as propriedades dos gases ideais na tabela “Calores específicos de gás ideal para diversos gases comuns” da página 909:

À temperatura de 300 K, à pressão constante, o valor de

À temperatura de 350 K, à pressão constante. P vaçor de

Calculando o valor de usando o método da interpolação:

Para um tubo ou duto em regime permanente, podemos escrever:

A variação de energia interna, cinética e potencial é nula para o regime permanente. Portanto:

Em que é a temperatura de operação normal de operação do computador, é a temperatura de saída do ar no computador e é a potência consumida pelo computador.

Substituindo , , e

Convertendo para utilizando o fator unitário:

Calculando a densidade de saída do ar utilizando a equação dos gases ideais:

Em que é a pressão atmosférica média do ar, é a temperatura de saída do ar no computador e é a constante dos gases para o ar.

Substituindo: , e

Calculando a vazão volumétrica do ar na saída:

Aqui, é fluxo máxico e é a densidade do ar na saída.

Substituindo e

Portanto, a vazão volumétrica do ventilador que está instalado na saída do CPU

Calculando o diâmetro da carcaça do ventilador:

Em que é a velocidade média de saída do ar e é a vazão de saída do ar. Substituindo e

Portanto o diâmetro da carcaça dp ventilador é 0,063 m