Q16) Era uma questão sobre transferência de calor em que era dada a distribuição de temperatura na camada limite para um escoamento sobre uma placa plana. Pedia-se para calcular o coeficiente de transferência de calor por convecção. Era dado a condutividade térmica do fluido e a distribuição de temperatura era: ( Ts -\mathrm{T}(\mathrm{y})) /( Ts - Tinfi )=\mathrm{y} / 0.0075, em que Ts era a temperatura da placa e Tinf a temperatura fora da camada limite (Ts > Tinf).
Passo 1
O enunciado dá o perfil de temperatura na camada limite sobre uma placa plana
com T_s temperatura da placa, T_\infty do escoamento livre e condutividade térmica k conhecida. Pede-se o coeficiente de convecção h. Vamos usar que o fluxo de calor na superfície pode ser obtido por condução no fluido e deve ser igual ao fluxo convectivo:
Lei de Fourier no fluido em y=0: \displaystyle q'' = -\,k\,\frac{dT}{dy}\bigg|_{y=0}.
Lei de Newton: \displaystyle q'' = h\,(T_s - T_\infty).
Passo 2
Da relação adimensional isolamos T(y). Multiplicando e reagrupando: