Enunciado

Reconsidere o Problema 3-124. Usando o software EES (ou outro), investigue o efeito da distância centro-centro das aletas na taxa de transferência de calor da superfície e na eficácia geral das aletas. Deixe a distância centro-centro variar de 0,4 cm a 2,0 cm. Plote a taxa de transferência de calor e a eficácia geral em função da distância centro a centro e discuta os resultados.

Passo 1

Preparados ??

Espero que sim !!

Nós já sabemos que algumas coisas permanecerão constantes quando variamos a condutividade térmica do material, certo?

E quais são elas?

Vamos ver:

h = 35 W m 2   ·   K

k = 237 W m   ·   K

T b = 100 ° C

T ∞ = 30 ° C

D = 0,0025   m

L = 0,03   m

A u m a   a l e t a = 0,00024   m 2

m = 15,37   m - 1

ɳ a l e t a = 0,935

Q   n ã o   a l e t a d a ˙ = 2107   W

Q   s e m   a l e t a ˙ = 2450   W

Muita coisa ficou igual, não é?

n = 1   m 2 L c - c × L c - c

Se variamos o número de aletas, também variamos a área total aletada:

A t o t a l   a l e t a d a = n × A u m a   a l e t a

E a transferência de calor das aletas será:

Q   a l e t a ˙ = ɳ a l e t a h A a l e t a ( T b - T ∞ )

Se mudamos isso, mudamos também a área total :

Q T o t a l ˙ = Q   a l e t a ˙ + Q   n ã o   a l e t a d a ˙

E a eficácia:

ε a l e t a = Q   c o m   a l e t a ˙ Q   s e m   a l e t a ˙

Usando o Excel como software:

Plotando o gráfico para a taxa de transferência de calor total trocado pela superfície aletada:

E agora para a eficiência:

Concluindo que, quando nós aumentamos a distância entre as aletas diminuímos a quantidade de aletas na placa. Então, ambos os parâmetros analisados vão diminuir, mas tendem a atingir um platô, ou seja, apesar de aumentarmos a distância os parâmetros tendem a permanecer constantes.

E é isso aí galerinhaa !!

Resposta

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