1 - Um bastão muito longo, com 5 mm de diâmetro e 10 cm de comprimento, tem uma de suas extremidades em contato com uma superfície mantida a
bastão está exposto ao ar ambiente a
, com um coeficiente de transferência de calor por convecção de
. Determine a eficiência e a perda de calor através da aleta, considere
.
Passo 1
O problema é de uma aleta cilíndrica de diâmetro
,m e comprimento
,m, com a base mantida a
,°C e o fluido ambiente a
,°C, coeficiente de convecção
,W/
K e condutividade térmica
,W/mK. Vamos aplicar a teoria de aletas uniformes em regime permanente, usando as fórmulas para o parâmetro de aleta
, eficiência
e taxa de calor
.
Passo 2
Calcula-se a área de seção transversal
e o perímetro molhado
da seção circular:
Passo 3
Determina-se o parâmetro de aleta
e o produto adimensional
Passo 4
A eficiência da aleta é dada por
Passo 5
A perda de calor na aleta (assumindo ponta adiabática) é
Calculando
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Resposta
A eficiência da aleta é
e a perda de calor é
,W.