Exercício 8: Um anteparo de vidro, usado em frente a uma lareira para reduzir o arraste do ar ambiente através da chaminé, tem uma altura de
e uma largura de
, e atinge uma temperatura de
. Se a temperatura da sala é de
, estime a taxa de transferência de calor por convecção natural da lareira para a sala. O ar na sala está quiescente (“repouso”) e comporta-se como um gás ideal.
Passo 1
O enunciado pede a taxa de transferência de calor por convecção natural de um anteparo de vidro vertical de altura
e largura
, com temperatura da superfície
imersa em ambiente a
. O conteúdo é convecção natural em placa vertical. Precisaremos de propriedades do ar a temperatura filme, cálculo de
,
, correlação de
, coeficiente de convecção
e área
.
Passo 2
Definimos a temperatura de filme e obtemos propriedades do ar (tabela a
):
Das tabelas para ar a
:
Passo 3
Calculamos o número de Grashof característico:
e o produto adimensional
Como
, usamos a correlação para fluxo ligeiramente além da laminar:
Passo 4
Obtemos o coeficiente de convecção médio:
Passo 5
A área do anteparo é
e a taxa de calor por convecção é
Resposta
A taxa de transferência de calor por convecção natural é aproximadamente
.