Considere uma placa fina quadrada de
a
. Um dos lados da placa é mantido a uma temperatura de
, enquanto o outro lado é isolado. Determine a taxa de transferência de calor a partir da placa, por convecção, quando esta está na posição vertical.
Passo 1
O enunciado dá uma placa fina quadrada de lado
,m e espessura
,m, em posição vertical, cuja face quente é mantida a
e a face oposta é isolada. Queremos a taxa de calor por convecção natural na face quente. Vamos:
- assumir que o ar ambiente está a
(valor típico, não fornecido), - usar correlação de convecção natural para placa vertical e
- checar que a resistência à condução na placa é desprezível em relação à convecção.
Passo 2
Definimos a temperatura de filme
A partir de tabelas de propriedades do ar em
, obtemos aproximadamente:
,
,
,
,
.
Passo 3
Calculamos o número de Rayleigh médio
Passo 4
Usamos a correlação de Churchill–Chu para placa vertical
Calculando:
,
,
,
então
então
Passo 5
O coeficiente médio de convecção é
A área de convecção é
,
. Logo a taxa de calor é
Resposta
A taxa de transferência de calor por convecção natural é aproximadamente
,W.