Uma placa vertical de 0,2 \mathrm{~m} \times 0,2 \mathrm{~m}, tem a temperatura de superfície mantida em 40^{\circ} \mathrm{C}. O ar, a 20^{\circ} \mathrm{C}, está escoando em paralelo sobre a placa, com uma velocidade de 0,4 \mathrm{~m} / \mathrm{s}. Determine a taxa de transferência de calor para escoamento assistido e oposto.
Passo 1
O enunciado dá uma placa vertical de dimensão 0,2\;\mathrm{m}\times0,2\;\mathrm{m} com a superfície mantida em 40\;^\circ\mathrm{C}. O ar a 20\;^\circ\mathrm{C} escoa paralelo à placa com velocidade U=0,4\;\mathrm{m/s}. Pede-se a taxa de calor Q para os casos de escoamento assistido (fluxo ascendente) e oposto (fluxo descendente). O conteúdo envolve convecção mista em placa vertical, usando:
– correlação de convecção forçada (placa plana laminar),
– correlação de convecção natural (placa vertical),
– fórmula para convecção mista.
Passo 2
Escolhemos propriedades do ar a temperatura de filme T_f=(40+20)/2=30\;^\circ\mathrm{C}: