a) Um fluido à temperatura média de 260 ^circ C circula sobre uma superfície plana que é mantida a 80 ^circ C. Se o coeficiente de convecção entre o fluido e a placa for de 120 W / m^2 ^circ C, calcular o fluxo de calor entre o fluido e a placa.
b) Se a placa for um rectângulo de dimensões 1 times 3 m calcular o calor total que tem de ser retirado à placa para a manter a temperatura constante.

Passo 1

O enunciado pede para calcular o fluxo de calor por convecção entre um fluido a 260,^circC e uma placa a 80,^circC, sabendo que o coeficiente de convecção é h=120,W/m^2,^circ C. Em seguida, com a placa tendo área A=1times3=3,m^2, queremos a potência térmica total removida para mantê-la à temperatura constante. Vamos usar a Lei de Newton do resfriamento:
dot q'' = h,(Tinfty - Ts)

Passo 2

Aplicando
dot q'' = 120,W/m^2,^circ Ctimesl(260,^circC-80,^circCr)
dot q'' = 120times180 = 21600;W/m^2

Passo 3

A potência total removida é
dot Q = dot q''times A = 21600;W/m^2times3;m^2 = 64800;W

Resposta

a) O fluxo de calor é dot q''=21600;W/m^2.
b) A potência térmica total a ser retirada é dot Q=64800;W.

Exercícios relacionados