Transferencia de calor

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Escuela Profesional de Ingeniería Mecánica Eléctrica

TRANSFERENCIA DE CALOR
Primer Examen
Alumno: Calderón Paiva Percy Arnaldo Fecha : Piura julio del 2010
01. Se va a medir la temperatura deuna corriente de gas por medio de un termopar cuya unión se puede considerar como una esfera de 1 mm de diámetro, como se muestra en la figura. Las propiedades de la 3 unión son k = 35 W/m · °C,  =8500 kg/m , y Cp = 320 J/kg · °C, y el coeficiente de transferencia de calor 2 por convección entre la unión y el gas es h = 210 W/m · °C. Determine cuánto tiempo transcurrirá para que la lectura deltermopar sea 99% de la diferencia inicial de temperatura.

SOLUCIÓN
Necesitamos saber el tiempo que debe transcurrir para que la lectura del termopar sea el 99% de la diferencia inicial detemperatura Ti T∞ entre la unión y el gas. Hacemos la siguiente relación: 100°C equivale a 100% por lo tanto la lectura del termopar al 99% será T(t) = 99°C. de esta diferencia para T∞= 100°C cuando Ti = 0°Cserá del 1% ó 0.01  Esta diferencia de temperatura la indicamos así

De la ecuación

Al tomar el exponencial de ambos miembros y reacomodar se obtiene

Hallamos el valor del exponente bNecesitamos calcular la longitud de la unión

Desarrollamos la ecuación (4)

Sustituimos en la ecuación (3)

Desarrollamos

Resp.

02. Considere una pared plana de espesor cuya conductividadtérmica varía linealmente en un intervalo especificado de temperaturas como , donde y son constantes. La superficie de la pared en se mantiene a una temperatura constante , en tanto que la superficie en semantiene a , como se muestra en la figura. Si se supone una transferencia de calor unidimensional en estado estable, obtenga una relación para a) la velocidad de la transferencia de calor a través dela pared y b) la distribución de temperatura en ésta.

SOLUCIÓN
a).Sabemos que la conductividad térmica es , entonces podemos determinar la velocidad de la transferencia de calor a través de la...
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