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Trabajo N°3 – Transferencia de Calor 2015
Aplicaciones de Diferencias Finitas en EES

1. Se enfría una placa de acero de 50 mm de espesor, que está a unatemperatura inicial de 150ºC, en una corriente de agua fría que está a 20ºC. Suponga h=2000 W/m2K, k=50 W/mK y a=14E-6 m2/s.
a. Calcule la temperatura en el centro de laplaca y la fracción del calor entregado después de 3 minutos usando Método Gráfico.
b. Grafique la distribución de temperaturas a través de la placa a los 3 minutosutilizando la función de EES:

c. Utilizando el Método de Diferencias Finitas, obtenga la evolución de temperaturas en el tiempo para los nodos ubicados en lasuperficie y en el centro de la placa.
d. Compare resultados del punto c con lo que se obtiene utilizando la función de EES propuesta en b.
2. Modele el proceso detransferencia de calor a través de un sistema relacionado con el proyecto de investigación 1, considerando transferencia de calor bidimensional, mediante el método dediferencias finitas. Para ello, se sugiere abordar el problema siguiendo las siguientes recomendaciones:
a. Seleccionar geometría del artefacto, componentes y materiales(propiedades térmicas)
b. Definir condiciones de unicidad y de simetría. Se sugiere utilizar temperatura impuesta en la base, generación de energía en resistencia yresistencia de contacto.
c. Establecer mallado que permita visualizar la distribución de temperatura.
d. Aplicar análisis para cada nodo mediante EES, utilizandonotación matricial de acuerdo a ejemplo visto en clases.
e. Resolver y graficar utilizando herramientas del EES (isotermas y gradientes).
f. Comentar y concluir.