Determinar o fluxo de calor transferida por convecção de um fluido para a superfície de um sólido, sabendo que a temperatura do fluido à montante da superfície é de 50°C e a temperatura da superfície do sólido é mantida a 20°C. Considerar o coeficiente de transferência de calor por convecção como 35 W/m²K.

Pela lei de resfriamento de Newton (convecção), o fluxo de calor por unidade de área é:

$\displaystyle \frac{q}{A}=h\,(T_s-T_\infty)$

Dados:

• $T_\infty = 50\,^{\circ}C$ (fluido a montante)
• $T_s = 20\,^{\circ}C$ (superfície do sólido)
• $h = 35\,\text{W/m}^2\text{K}$

Calculando a diferença de temperatura:

$\Delta T = T_s - T_\infty = 20 - 50 = -30\,\text{K}$

Então:

$\displaystyle \frac{q}{A} = 35\,( -30 ) = -1050\,\text{W/m}^2$

O sinal negativo indica que, com a convenção $q>0$ no sentido fluido $\to$ sólido, na verdade o calor está saindo da superfície (sólido) para o fluido, pois $T_\infty > T_s$ e a superfície está mais fria.