(Questão \mathbf{5 - 3 , 0} pontos) Aletas anulares de cobre ( \mathrm{k}_{\text {cobre }}=215 \mathrm{BTU} /\left(\mathrm{h} . \mathrm{ft} .{ }^{\circ} \mathrm{F}\right) ) de diâmetro externo de 3 " são colocadas num tubo de diâmetro externo de 1 ". As aletas possuem espessura de 0,10 ". A superfície do tubo está a 450^{\circ} \mathrm{F} e o fluido circundante possui temperatura de 70^{\circ} \mathrm{F}. Calcule a perda de calor de uma única aleta se \mathrm{h}=240 \mathrm{BTU} /\left(\mathrm{h} . \mathrm{ft}^{2}{ }^{\circ} \mathrm{F}\right). Se necessário, use a conversão 12 " =1 \mathrm{ft} ; 1 \mathrm{ft}=0,3048 \mathrm{~m} ; 1 \mathrm{BTU}=1055 \mathrm{~J} .1^{\circ} \mathrm{C} / 5=\left({ }^{\circ} \mathrm{F}-32\right) / 9.
Passo 1
O enunciado pede a taxa de calor dissipado por uma aleta anular de cobre (fin radial cilíndrico) de diâmetros interno e externo dados, submetida a convecção sobre suas faces e extremidade. O conteúdo envolve a formulação do balanço de energia em coordenadas radiais para uma aleta cilíndrica e a solução da EDO