Ar quente a 80°c é soprado sobre uma superfície circular de 2 m de diâmetro e que está a 35 °c. Se o coeficiente médio de transferência de calor por convecção é 60 w/m²k, qual é o fluxo de transferência de calor do ar à placa?
Passo 1
Beleza, vamos lá! A gente tem um problema de transferência de calor por convecção. O enunciado diz que ar quente a 80°C está soprando sobre uma superfície circular de 2 metros de diâmetro, que está a 35°C. Além disso, o coeficiente médio de transferência de calor por convecção é 60 W/m²·K. Nosso objetivo é encontrar o fluxo de transferência de calor do ar para a placa. Para resolver isso, vamos precisar usar a fórmula da transferência de calor por convecção.
Passo 2
Primeiro, vamos identificar os dados que temos:
- Temperatura do ar, $ T_{ar} = 80,°C $
- Temperatura da placa, $ T_{placa} = 35,°C $
- Diâmetro da superfície circular, $ d = 2,m $
- Coeficiente de transferência de calor por convecção, $ h = 60,W/m²·K $
Passo 3
A gente precisa calcular a área da superfície circular. Como o diâmetro é 2 metros, o raio $ r $ é metade disso:
Agora, a área $ A $ de um círculo é dada por:
Substituindo o valor do raio:
Passo 4
Agora, vamos calcular a diferença de temperatura $ \Delta T $ entre o ar e a placa:
(Lembre que a diferença de temperatura em Kelvin é a mesma em Celsius.)
Passo 5
Com a área e a diferença de temperatura calculadas, podemos usar a fórmula da transferência de calor por convecção:
Substituindo os valores:
Passo 6
Agora, vamos fazer as contas:
Resposta
O fluxo de transferência de calor do ar para a placa é de aproximadamente 8482 watts.