( ) 126. O que é uma aleta ideal?
Passo 1
O enunciado pergunta “O que é uma aleta ideal?”. O conteúdo envolve transferência de calor por condução em aletas, definição de eficiência de aleta e o conceito de aleta isoterma.
Passo 2
Lembre-se de que uma aleta é um prolongamento de um corpo para aumentar a área de contato com o fluido e, assim, melhorar a troca convectiva. Em regime permanente, a distribuição de temperatura
ao longo da aleta de comprimento
satisfaz a equação diferencial
onde
e
. A eficiência da aleta é definida por
Passo 3
O caso “ideal” corresponde ao limite de condutividade térmica muito alta (
). Nesse limite não há queda de temperatura ao longo da aleta, isto é,
logo
. A transferência de calor atingida é a máxima possível, pois toda a aleta está à temperatura da base.
Passo 4
Como a aleta mantém-se à temperatura da base, a taxa de calor “ideal” é simplesmente a convecção sobre toda a área da aleta:
onde
é a área total da aleta exposta ao fluido.
Resposta
Uma aleta ideal é um caso limite em que a condutividade térmica é tão alta que toda a aleta permanece à temperatura da base (
), resultando em eficiência
e transferência de calor máxima