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Determinaro fluxo de calor por convecção natural que ocorre sobre uma placa plana, sabendo que água a 7°C está contida entre duas placas horizontai...

Determinaro fluxo de calor por convecção natural que ocorre sobre uma placa plana, sabendo que água a 7°C está contida entre duas placas horizontais, sendo que a internor esta a 27°C e a posterior está a 7°C. Observar que há uma velocidade crítica de circulação de 2m/s a uma distância crítica de 280 mm da superficie da placa aquecida.

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Para determinar o fluxo de calor por convecção natural que ocorre sobre uma placa plana, é necessário utilizar a equação de Nusselt, que relaciona o número de Nusselt com o número de Rayleigh e o número de Prandtl. Neste caso, como se trata de convecção natural, o número de Nusselt pode ser calculado utilizando a seguinte equação: Nu = 0,59 * Ra^(1/4) Onde: Nu = número de Nusselt Ra = número de Rayleigh O número de Rayleigh pode ser calculado utilizando a seguinte equação: Ra = (g * β * ΔT * d^3) / (ν * α) Onde: g = aceleração da gravidade β = coeficiente de expansão térmica ΔT = diferença de temperatura entre as placas d = distância entre as placas ν = viscosidade cinemática α = difusividade térmica Substituindo os valores fornecidos, temos: g = 9,81 m/s^2 β = 2,87 x 10^-4 1/K ΔT = 20°C d = 280 mm = 0,28 m ν = 1,004 x 10^-6 m^2/s α = 1,43 x 10^-7 m^2/s Ra = (9,81 * 2,87 x 10^-4 * 20 * (0,28)^3) / (1,004 x 10^-6 * 1,43 x 10^-7) Ra = 1,08 x 10^11 Com o valor do número de Rayleigh, podemos calcular o número de Nusselt: Nu = 0,59 * (1,08 x 10^11)^(1/4) Nu = 104,5 Por fim, o fluxo de calor por convecção natural pode ser calculado utilizando a seguinte equação: q = h * A * ΔT Onde: q = fluxo de calor h = coeficiente convectivo de transferência de calor A = área da placa aquecida O coeficiente convectivo de transferência de calor pode ser calculado utilizando a seguinte equação: h = (Nu * k) / d Onde: k = condutividade térmica da água Substituindo os valores fornecidos, temos: k = 0,606 W/mK h = (104,5 * 0,606) / 0,28 h = 225,5 W/m^2K A área da placa aquecida não foi fornecida na pergunta, portanto não é possível calcular o fluxo de calor.

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