Condutividade e temperatura de superfície térmicas
Por: Patricia Dantas • 13/6/2015 • Trabalho acadêmico • 1.365 Palavras (6 Páginas) • 209 Visualizações
PROBLEMA 1.3
CONHECIDOS: Dimensões, condutividade e temperatura de superfície térmicas de uma laje de concreto. eficiência
do forno de gás e custo do gás natural.
ENCONTRAR: O custo diário de perda de calor.
SCHEMATIC:
PRESSUPOSTOS: (1) O estado de equilíbrio, de condução (2) One-dimensional, (3) propriedades constantes.
ANÁLISE: A taxa de perda de calor por condução através da laje é
() () TT 7C 1 2 qk LW 1,4 W / m K 11m 8m 4312 W t 0.20 m
- °
= = ⋅ × = <
O custo diária de gás natural, que deve ser queimado para compensar a perda de calor é
() () D 6 g f
q C 4312 W $ 0.01 / MJ C t 24h / d 3600s / h $ 4,14 / d
η 0,9 a 10 J / MJ
× = Δ = × =
×
<
OBSERVAÇÕES: A perda pode ser reduzida através da instalação de um piso cobrindo com uma camada de isolamento
entre ele e o concreto.
PROBLEMA 1.11
CONHECIDOS: Dimensões e condutividade térmica de um chip. Potência dissipada em uma superfície.
ENCONTRAR: queda de temperatura ao longo do chip.
SCHEMATIC:
PRESSUPOSTOS: (1) condições de estado estacionário, (2) propriedades constantes, (3) de calor uniforme
dissipação, (4) a perda de calor Insignificante de costas e os lados, (5) a condução unidimensional na
chips.
ANÁLISE: Toda a energia eléctrica dissipada na superfície posterior do chip é
transferido por condução através do chip. Assim, a partir da lei de Fourier,
P = q = kA T
t
Δ
ou
()
t P 0,001 m 4 W T =
kW 150 W / m K 0,005 m 2 2
⋅ × Δ =
⋅
AT = 1,1 C $ <
COMENTÁRIOS: Para a P fixo, a queda de temperatura através do chip diminui com o aumento k
e W, assim como com a diminuição da t.
PROBLEMA 1,18
CONHECIDO: largura Chip e temperatura máxima admissível. Condições de refrigerante.
ENCONTRAR: energia do chip máxima permitida para o ar e líquidos refrigerantes.
SCHEMATIC:
Premissas: (1) condições de estado estacionário, (2) transferência de calor Insignificante dos lados e no
inferior, (3) Chip está a uma temperatura uniforme (isotérmico), (4) transferência de calor por Insignificante
radiação no ar.
ANÁLISE: Toda a energia eléctrica dissipada no chip é transferido por convecção para
o fluido de arrefecimento. Assim,
P = q
e da lei de resfriamento de Newton,
P = hA (T - T∞) = h W2
(T - T∞).
No ar,
Pmax = 200 W / m2
⋅K (0,005 m) de 2
(85-15) ° C = 0,35 W. <
No líquido dieléctrico
Pmax = 3000 W / m2
⋅K (0,005 m) de 2
(85-15) ° C = 5,25 W. <
COMENTÁRIOS: Em relação aos líquidos, ar é um fluido de transferência de calor pobres. Assim, no ar o chip pode
dissipar muito menos energia do que no líquido dieléctrico.
PROBLEMA 1,22
CONHECIDO: chapa vertical Hot suspenso em fresco, ainda ar. Mudança na temperatura da placa com o tempo em
o instante em que a temperatura da placa é de 225 ° C.
ENCONTRAR: coeficiente de transferência de calor por convecção para esta condição.
SCHEMATIC:
Pressupostos: (1) chapa é isotérmica e de temperatura uniforme, (2) radiação Insignificante
troca com o ambiente, (3) Insignificante calor perdido através de fios de suspensão.
ANÁLISE: Tal como mostrado na curva de arrefecimento acima, a temperatura da placa diminui com o tempo. O
condição de interesse é o tempo para. Para uma superfície de controle sobre a placa, a conservação de energia
requisito é
()
E - E = E
dT 2HA T T Mc
dt
em out st
em que As é a área da superfície de um lado da placa. Resolvendo para h, encontrar
Mc dT h =
2A T T dt
p
3,75 kg 2,770 J / kg K H = 0,022 K / s = 6.4 W / m K
2 0,3 0,3 m 25 225 K
COMENTÁRIOS: (1) Supondo que a placa é muito altamente polido com emissividade de 0,08, determinar
se
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