Enunciado

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Considere as condições do Problema 5.27. Além de levar em conta a transferência de calor por convecção diretamente do chip para o refrigerante, uma análise mais realista deveria também levar em consideração a transferência de calor indireta que ocorre do chip para o substrato e então deste último para o refrigerante. A resistência térmica total associada a essa rota indireta inclui as contribuições da interface chip-substrato (uma resistência de contato), da condução multidimensional no interior do substrato e da convecção da superfície do substrato para o refrigerante. Se essa resistência total equivale a R t   =   200   K / W , qual é a nova temperatura em regime estacionário do chip em operação Tf? Após a ativação do chip, quanto tempo ele leva para atingir uma temperatura 1 ° C inferior à nova temperatura do regime estacionário?

Passo 1

Vamo lá galera! Os caminhos diretos e indiretos para a transferência de calor do chip para o líquido refrigerante estão em paralelo, e a resistência equivalente é

O coeficiente global de transferência de calor correspondente é,

Passo 2

Para obter a temperatura estável, aplicar a conservação de energia a uma superfície de controle sobre o chip.

A partir da análise da capacidade geral, Equação 5,15,

Com,

Passo 3

Por fim, Da Equação 5.24,

Resposta

T f = 45.7   °

t = 13   s

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