Fenomenos De Transporte

• Exercício 4.10. Um delgado chip de silício de resistência térmica desprezível e uma base de alumínio de 8 mm de espessura ( k = 238 W/m.K ) são separados por uma cola de epoxy de resistência térmica 0,9 x 10-4 K/W. A face superior do chip e a face inferior da base de alumínio estão expostas ao ar na temperatura de 298 K e com coeficiente de película de 100 W/m2.K. O chip dissipa calor na razão de 104 W por m2 de superfície ( inferior e superior ) e sua temperatura deve ser mantida abaixo de 358 K ( desprezar a transferência de calor pelas áreas laterais ).

a) responda se a temperatura do chip ficará abaixo da máxima temperatura permitida.

b) Calcule qual deveria ser a resistência da cola para que o limite de temperatura do chip seja ultrapassado em 1 K.

a) O chip dissipa calor pelas faces superior e inferior, então :

b) O limite de temperatura do chip será :

• Exercício 4.11. Uma placa de gelo com 10 mm de espessura e 300 mm em cada lado é colocada sobre uma superfície bem isolada. Na superfície superior, a placa está exposta ao ar ambiente em um local onde a temperatura é 25 oC e o coeficiente de película é 30 kcal/h.m2.oC. Desprezando a transferência de calor pelas laterais da placa e supondo que a mistura gelo-água permanece a 0 oC, quanto tempo é necessário para a fusão completa da placa? A densidade e o calor latente de fusão do gelo são 935 kg/m3 e 80,3 kcal/kg, respectivamente.

Volume da placa ®

Massa da placa ®

Cálculo do calor necessário para a fusão do gelo :

Cálculo do fluxo de calor para a placa ( desprezando as áreas laterais da placa ) :

Área de transferência de calor ®

Þ

• Exercício 4.12. Dada a parede composta abaixo, determinar :

a) O fluxo de calor, considerando a largura da parede igual a 12";

b) A temperatura da interface entre os materiais "f" e "e";

c) O coeficiente de película entre o material "f" e o ambiente, considerando que a temperatura ambiente é 60 oF;

d) Mantendo a temperatura da face externa do material "f" em 100 oF e reduzindo o fluxo de calor em 20%, qual deverá ser a nova espessura da parede "f".

material a b c d e f

k (Btu/h.ft.oF) 100 40 50 40 30 40

Usando a analogia elétrica, o circuito equivalente