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UNIVERSIDADE FEDERAL DO AMAZONAS
FTQ022FENMENOS DE TRANSPORTE (II) TRANSFERNCIA DE CALOR EM
SUPERFCIES EXPANDIDAS:
ESTUDO DAS ALETAS
PROFESSOR: JOHNSON PONTES DE MOURA
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ALETAS
So superficies metlicas adicionadas a superficies com o
Objetivo de se aumentar a transferencia de calor
Existem aplicaes em transformadores, motores de combusto
interna
Compressores, motores eltricos, circuitos eltricos e
TROCADORES DE CALOR
Principio de funcionamento: Aumento da rea de contato
Do fluido diminuindo a resistncia por conveco
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ALETAS
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ALETAS
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ALETAS: Tipos
Seco constante
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ALETAS: Tipos
Seco constante
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ALETAS: Tipos
Seco varivel
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ALETAS: Tipos
Seco varivel
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ALETAS
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ALETAS
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ALETAS
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ALETAS
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ALETAS
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ALETAS
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ALETAS
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ALETAS
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ALETAS
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ALETAS
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ALETAS-APLICAES
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ALETAS-APLICAES
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ALETAS-APLICAES
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ALETAS-APLICAES
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DESEMPENHO DE ALETAS
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DESEMPENHO DE ALETAS
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DESEMPENHO DE ALETAS
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EFICINCIA GLOBAL DA SUPERFCIE:
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EFICINCIA GLOBAL DA SUPERFCIE:
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EFICINCIA GLOBAL DA SUPERFCIE:
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ALETAS: Modelo matemtico para Seco constante
0k
G
dx
Td2
2
Propriedades fisicas constantes
A
)TT(hP
xA
)TT(xhP
xA
)TT(hSG
0)TT(kA
hP
dx
Td2
2
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ALETAS: Modelo matemtico para Seco constante
0k
G
dx
Td2
2
Propriedades fisicas constantes
A
)TT(hP
xA
)TT(xhP
xA
)TT(hSG
0)TT(kA
hP
dx
Td2
2
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ALETAS: Modelo matemtico para Seccao constante
Mudana de varivel: =T-T
0mdx
d 22
2
Definindo: m2=hP/kA
Cuja equao caracteristica :
m 0m22
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ALETAS: Modelo matemtico para Seccao constante
E a soluo geral :
mx
2
mx
1 eCeC
C1 e C2 so determinadas a partir das condies de contorno.
Na base, em x=0, a temperatura a temperatura da parede T0.
Ou seja = 0=T0-T
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ALETAS: Modelo matemtico para Seco constante
Na extremidade, em x=L, diferentes condies de contorno
Podem ser utilizadas:
1 Aleta longa (infinita)
2 Perda de calor desprezvel (Extremidade isolada)
3 Conveco na extremidade (real)
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ALETAS: Modelo matemtico para Seccao constante
1 Aleta longa (infinita)
0 x 0mdx
d 22
2
0 xTT00
xTTL
c.c. 1
c.c. 2
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1 Aleta longa (infinita)
mx
2
mx
1 eCeC
Da c.c.1
210 CC
Da c.c.2
0C eCeC0 2)(m
2
)(m
1
Logo: 01C
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1 Aleta longa (infinita)
Portanto o perfil :
onde
mx
0e
=T-T kA/hPm
E a taxa de calor pela aleta :
00
)0(m
0x
Akm).me(kAdx
dkAQ
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1 Aleta longa (infinita)
ou: Ak/hPkAAkmQ 00
hPAkQ 0Ou ainda
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APLICAO DE ALETAS-LISTA DE EXERCCIOS:
Uma aleta retangular muito longa com 8 cm de largura e 1
mm de espessura (constante), fabricada em cobre puro,
est fixada a uma parede com temperatura mantida a
110 oC. A superficie da aleta est exposta ao ar ambiente
a 30 oC com um coeficiente de transferencia de calor
por convecco igual a 10 W/(m2.oC).
a) Calcular a perda de calor pela aleta (infinita)
b) Qual a temperatura na extremidade da aleta?
c) Comparar o calor com aleta com o calor sem aleta pela
area ocupada pela mesma.
