3 - Considere 5 aletas retangulares de uma liga de alumínio (
), acopladas a um suporte de componente eletrônico quadrado de lado 20 mm , cuja temperatura é de
. As aletas estão expostas a um fluido com temperatura de
e coeficiente convectivo de
. Considere as aletas com espessura de 1 mm e largura 5 mm . Determine a taxa de transferência de calor nas aletas e na superfície do suporte.
Passo 1
O problema dá cinco aletas retangulares de alumínio (condutividade térmica
) presas a um suporte quadrado de lado
, cuja face está a
. As aletas expõem-se a um fluido a
com coeficiente convectivo
. Cada aleta tem espessura
, altura (projeção no fluido)
e largura igual ao lado do suporte
. Precisamos calcular a taxa de calor rejeitada pelas 5 aletas e pela área livre do suporte.
Passo 2
Determinar as dimensões em unidades SI e as grandezas da aleta:
Área da seção transversal
Perímetro molhado
Passo 3
Calcular o parâmetro
e o produto
:
A eficiência da aleta aproximada (condição de extremidade livre) é
Passo 4
Área total de troca de uma aleta (2 faces laterais mais a ponta):
Taxa de calor por aleta
Para 5 aletas:
Passo 5
Área total do suporte:
Área ocupada pelas 5 aletas (pegada na base):
Área livre para convecção no suporte:
Taxa de calor do suporte livre
Resposta
Taxa de calor total nas aletas:
Taxa de calor na superfície livre do suporte:
Taxa de calor na superfície livre do suporte: