Exercício de Transfeência de Calor (60)

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42 4
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8
é sur
4 4
-
ANÁLISE: Defina um volume de controle ao redor do dissipador de calor. A energia dissipada dentro dos 
dispositivos é transferida para o dissipador, enquanto o dissipador perde calor para o ar ambiente e 
arredores por convecção e troca de radiação, respectivamente.
-
Para a situação em que Pe = 30 W, usando este valor para h com a Eq. (1), obter
ÿ
PREMISSAS: (1) Condições de estado estacionário, (2) Toda a energia dissipada nos dispositivos é transferida para o 
dissipador, (3) O dissipador é isotérmico, (4) O ambiente e a temperatura do ar permanecem os mesmos para ambos os 
níveis de potência, (5) Convecção o coeficiente é o mesmo para ambos os níveis de potência, (6) O dissipador de calor é 
uma pequena superfície dentro de um grande invólucro, o entorno.
2 
0,045 m 0,8 5,67 10 W/m KT 300 K 0 × ××
T 300 mil
ESQUEMA:
Ts ÿ 322 K = 49 C.
Considere a situação quando Pe = 20 W para o qual Ts = 42°C; encontre o valor de h.
ENCONTRAR: A temperatura do dissipador quando a dissipação é de 30 W.
4 
30 1,098 T 300 2,041 10 T 300 + -
CONHECIDO: Temperatura média do dissipador de calor quando a dissipação total é de 20 W com temperatura 
prescrita do ar e do ambiente, área de superfície do dissipador e emissividade.
30 W - 24,4 W/m K 0,045 m (
.
-
PROBLEMA 1.53
2ÿ ×
(1)
-
=
Por tentativa e erro, encontre
×
=
( )
2h = 24,4 W/mK.
<
e ss é
4 4
ÿ
( )
equilíbrios envolvendo troca de radiação.
COMENTÁRIOS: (1) É uma boa prática expressar todas as temperaturas em unidades Kelvin ao usar energia
(3) A suposição de que o dissipador de calor é isotérmico é razoável?
4-
9 4 segundos
8 42 4 4 segundos
2
ÿs
-
(2) Observe que assumimos que As é o mesmo para os processos de convecção e radiação. Como nem 
todas as porções das aletas estão completamente expostas ao ambiente, As,rad é menor que As,conv = As.
)(
ÿ
( )
)
(
--
h = P / A (TT ) /(
4 4 h= 
20 W/0,045 m 0,8 5,67 10 W/m K 315 300 K / 315 300 K -
- ÿ 
ÿ ÿ
-2
ÿÿ
ÿ 
ÿ 
ÿ 
ÿ ÿ ÿ
ÿ
TT ÿ
× ÿ 
( ÿ ÿ
ÿ ×
)
P hA TTATT é sur
-
0-
=
ÿÿ
0EE entra fora
=-- - .
)
)
)(
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