( ) 123. Considere a superfície da carcaça de um motor em funcionamento. Cite três maneiras de se aumentar a TC para retirada de calor da superfície quente, apontando a viabilidade de cada destaque.

Passo 1

O enunciado pede três maneiras de aumentar a taxa de troca de calor (TC) da carcaça quente de um motor. Em geral, para a convecção usamos a fórmula
Q = h \, A \, \Delta T
onde h é o coeficiente convectivo, A é a área exposta e \Delta T é a diferença de temperatura entre superfície e fluido. Além disso, há troca por radiação que depende da emissividade \varepsilon. Para melhorar a retirada de calor, podemos agir em cada um desses parâmetros.

Passo 2

Aumentar o coeficiente convectivo h via convecção forçada. Por exemplo, instalar um ventilador ou direcionar fluxo de ar mais rápido sobre a carcaça, ou ainda promover turbulência com superfícies ligeiramente rugosas. Isso eleva h significativamente.

Passo 3

Aumentar a área efetiva A adicionando aletas (fins) à carcaça. As aletas aumentam a superfície em contato com o ar sem alterar muito a temperatura da carcaça, melhorando a dissipação térmica.

Passo 4

Elevar a troca por radiação aumentando a emissividade \varepsilon da superfície. Pintar ou revestir a carcaça com tinta negra de alta emissividade faz crescer a componente radiativa do calor perdido.

Resposta

(1) Convecção forçada (fan, sopro de ar ou turbuladores) – viabilidade alta, pois é amplamente usado em motores, só requer energia extra para o ventilador.
(2) Aletas (fins) – viabilidade média, pois aumentam peso e custo de fabricação, mas são muito eficazes em motores a ar.
(3) Revestimento de alta emissividade – viabilidade alta e baixo custo, mas o ganho radiativo é menor que o convectivo.

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