UFBA – Universidade Federal da Bahia
ENG309 – Fenômenos de Transporte III
Prof. Dr. Marcelo José Pirani
Departamento de Engenharia Mecânica
CAPÍTULO 3 – CONDUÇÃO UNIDIMENSIONAL DE
CALOR EM REGIME ESTACIONÁRIO
Exercício 1
Considerar a placa de latão ( = 8780 kg/m3, cp = 355 J/kgC, k = 54 W/mC) com
espessura de 10mm mostrada na figura 1, que separa água de ar. A largura da placa na
direção do escoamento é Lx=200mm e a altura é Ly=100mm. Do lado da água foi
estimado um coeficiente de transferência de calor de 150 W/m2C. Do lado do ar, para
aumentar a transferência de calor, foram instaladas 12 aletas feitas do mesmo material
da placa. O diâmetro D das aletas de pino mede 6mm e seu comprimento L vale 15mm.
A temperatura da água é de 98oC e, quando a superfície não possui aletas, 60W são
dissipados para o ar que se encontra a 24 oC.
a) Representar o problema através de um circuito térmico equivalente, explicando a
forma de cálculo das resistências envolvidas;
b) Determinar o coeficiente de transferência de calor do lado do ar;
c) Determinar a temperatura na base das aletas
Admitindo que a dissipação de calor na extremidade da aleta seja desprezível,
determinar:
d) O calor dissipado por uma aleta;
e) A efetividade da aleta;
f) A eficiência da aleta;
g) A eficiência global da superfície;
h) O calor dissipado da água para o ar depois de instaladas as aletas.
CAPÍTULO 3 – CONDUÇÃO UNIDIMENSIONAL DE
CALOR EM REGIME ESTACIONÁRIO
Exercício 1
Figura1: Desenho esquemático para o exercício 1.
CAPÍTULO 3 – CONDUÇÃO UNIDIMENSIONAL DE
CALOR EM REGIME ESTACIONÁRIO
Exercício 2
A adição de aletas de alumínio (=2702kg/m3 , cp=903J/kgK e = 237W/mK) foi
sugerida para aumentar a taxa de transferência de calor de um dispositivo
eletrônico com 1m de largura por 1m de altura. As aletas são de seção retangular,
possuem 2,5 cm de comprimento e 0,25 cm de espessura, conforme figura 2.
Devem ser instaladas 100 aletas por metro. O coeficiente de transferência de
calor por convecção, tanto para a parede quanto para as aletas é de h=35W/m2 K.
Admitindo que a temperatura da parede seja de 100oC e que a temperatura da
vizinhança seja de 30oC, determinar:
a) A taxa de transferência de calor da através das aletas;
b) A taxa transferência de calor dissipada através da superfície total;
c) A eficiência da aleta;
d) A eficiência global de superfície.
Figura2: Desenho esquemático para o
exercício 2.
CAPÍTULO 3 – CONDUÇÃO UNIDIMENSIONAL DE
CALOR EM REGIME ESTACIONÁRIO
Exercício 3
CAPÍTULO 3 – CONDUÇÃO UNIDIMENSIONAL DE
CALOR EM REGIME ESTACIONÁRIO
Exercício 3
Figura3: Desenho esquemático para o exercício 3.