( ) 152. Marque verdadeiro (V) ou falso (F):
( ) Uma superfície à \mathrm{T}_{\mathrm{s}} fixa, contendo nela um conjunto de aletas muito longas sendo resfriadas por um gás, terá uma TC mais efetiva (ou eficaz) se ocorrer convecção natural;
( ) Uma aleta com perda de calor desprezível na extremidade pode ser considerada uma aleta adiabática;
( ) Considere uma superfície plana que separa dois fluidos diferentes: de um lado gás e de outro líquido. Se você deseja maximizar a transferência de calor, você projeta o sistema de tal maneira que as aletas fiquem voltadas para o lado do líquido;
( ) Para uma aleta de comprimento muito longo, seu uso pode ser melhor justificado em condições nas quais o coeficiente convectivo é o maior possível;
( ) O uso de aletas mais próximas umas das outras é preferido, desde que o escoamento não seja prejudicado e que sejam finas.

Passo 1

O enunciado traz cinco afirmações sobre aletas e transferência de calor por convecção, pedindo para marcarmos cada uma como verdadeira (V) ou falsa (F). Vamos precisar dos conceitos de coeficiente convectivo \,h, eficácia e eficiência de aletas, condição de ponta adiabática, comparação de h em gás versus líquido e efeito de espaçamento entre aletas.

Passo 2

Afirmação 1: “Uma superfície à T_{\mathrm{s}} fixa, contendo nela um conjunto de aletas muito longas sendo resfriadas por um gás, terá uma TC mais efetiva se ocorrer convecção natural.”
No gás a convecção natural gera um valor de h bem menor que na convecção forçada. Como eficácia de aleta aumenta com h maior (maior remoção de calor relativa à base), a convecção natural reduz a eficácia. Logo, a afirmação é falsa.

Passo 3

Afirmação 2: “Uma aleta com perda de calor desprezível na extremidade pode ser considerada uma aleta adiabática.”
Desprezar a perda na ponta é exatamente a hipótese de ponta adiabática, com fluxo de calor zero na extremidade. Portanto, a afirmação é verdadeira.

Passo 4

Afirmação 3: “Se você deseja maximizar a transferência de calor numa superfície que separa gás de um lado e líquido do outro, projeta as aletas voltadas para o lado do líquido.”
O coeficiente h do líquido é bem maior que o do gás, então é mais eficaz posicionar as aletas onde h é maior. A afirmação é verdadeira.

Passo 5

Afirmação 4: “Para uma aleta de comprimento muito longo, seu uso pode ser melhor justificado em condições nas quais o coeficiente convectivo é o maior possível.”
Aletas muito longas são mais justificadas quando h é baixo (aumentam área onde a resistência de convecção é grande). Se h for muito alto, o benefício de área extra cai. Logo, a afirmação é falsa.

Passo 6

Afirmação 5: “O uso de aletas mais próximas umas das outras é preferido, desde que o escoamento não seja prejudicado e que sejam finas.”
Aumentar a densidade de aletas aumenta a área de troca, desde que não haja interferência de fluxo e a espessura seja pequena para manter boa condução interna. A afirmação é verdadeira.

Resposta

  1. F
  2. V
  3. V
  4. F
  5. V

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