A adição de aletas de alumínio (
) foi sugerida para aumentar a taxa de dissipação de calor um dispositivo eletrônico de 1 m de largura e 1 m de altura. As aletas devem ser retangulares em seção transversal,
de comprimento e
de espessura.
Há 100 aletas por metro. O coeficiente de transferência de calor convectivo, tanto para a parede como para as aletas, é estimado em
. Com essa informação, determine o aumento percentual na taxa de transferência de calor da parede com aletas em comparação com a parede caso não houvesse aletas.
Passo 1
O enunciado trata de um dispositivo cuja parede tem dimensões
e coeficiente convectivo
. Para aumentar a dissipação, são colocadas 100 aletas por metro, cada uma de secção retangular com comprimento
e espessura
. A condutividade das aletas é
.
Conteúdo: teoria de aletas retangulares em regime permanente, cálculo de eficiência e comparação da taxa de calor com e sem aletas.
Conteúdo: teoria de aletas retangulares em regime permanente, cálculo de eficiência
Passo 2
Determinamos o parâmetro de decaimento térmico da aleta,
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Passo 3
A eficiência de uma aleta retangular com extremidade isolada é
Passo 4
Calculamos as áreas expostas:
– Área da parede sem aletas (entre as bases delas):
– Área da parede sem aletas (entre as bases delas):
– Área de superfície total de todas as aletas (lados+ponta):
Passo 5
Taxa de calor sem aletas:
Taxa de calor com aletas:
Passo 6
O aumento percentual é
Resposta
O uso das aletas aumenta a taxa de transferência de calor em aproximadamente
.