Exercícios Resolvidos de Convecção

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Enunciado

A lona e a panela do freio de um automóvel absorvem continuamente 25   W durante a frenagem. Admita que a área da superfície externa e que o coeficiente de transferência de calor neste local sejam iguais a 0,1   m 2 e 10   W / m 2 K . Sabendo que a temperatura do ar externo é 20   ° C , determine as temperatura externas da lona e da panela do freio nas condições de regime permanente.

Passo 1

Fala, galera! Partiu firmar nosso conhecimento com essa questão de convecção?

Essa questão quer saber quanto vale a temperatura T s da superfície quente do freio. Para isso, o problema supõe que a taxa de calor Q ˙ que o freio recebe é igual à taxa de calor Q ˙ que o ferio perde para o ar através de convecção. Os dados que temos pra achar T s estão na figura.

A é a área da superfície que troca calor (superfície do freio) e T f é a temperatura do fluido que está trocando calor (no caso é o ar frio).

Como se trata de uma questão de convecção, podemos calcular a temperatura da superfície do freio T s através da lei de resfriamento de Newton.

Q ˙ = h A T s - T f

T s = Q ˙ h A + T f

Com esses dados em mãos, podemos partir pro cálculo de T s no próximo passo.

Passo 2

Para achar T s , basta substituir as informações que temos na equação que temos.

T s = Q ˙ h A + T f

T s = 25 10 × 0,1 + 20

T s = 45   ° C

Uhuuuuuul! Show of ball (show de bola)! Achamos o que o enunciado queria!

Resposta

T s = 45   ° C

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