149519671 Problemas Transferencia De Calor
Páginas: 8 (1932 palabras)
Publicado: 3 de mayo de 2015
PROBLEMAS TRANSFERENCIA DE CALOR
Pared plana simple y compuesta
2.1 Se va a construir una pared de 2 cm de espesor con un material que tiene una conductividad térmica media de 1.3 W/m.°C Se va a aislar la pared con un material que tiene una conductividad térmica media de 0.35 W/m.°C de modo que la pérdida de calor por metro cuadrado no superará 1.830 W. Suponiendoque las temperaturas de las superficies interna y externa de la pared aislada son 1.300 y 30 °C. Calcúlese el espesor de aislante necesario.
2.2 Cierto material de 2.5 cm de espesor, con un área de 0.1 m2 de sección transversal, mantiene una de sus caras a 35 °C y la otra a 95 °C. La temperatura en el plano central delmaterial es 62 °C y el flujo de calor a través del material es 1 kW. Obténgase una expresión para la conductividad térmica del material en función de la temperatura.
Se sabe que:
Por las condiciones de frontera
Si x = 0
Si x= 0.025 m
Entones
Para el Q:
2.4 Encuéntrese la transferencia de calor por unidad de área, a través de la pared compuestaesquematizada. Supóngase flujo unidimensional
Se sabe que el calor transferido por la pared :
Reemplazando tenemos:
2.5 Una cara de un bloque de cobre de 5 cm de espesor se mantiene a 260 °C La otra cara está cubierta con una capa de fibra de vidrio de 2.5 cm de espesor. El exterior de la fibra de vidrio se mantiene a 38 °C y el flujo total de calor a través delconjunto cobre-fibra de vidrio es 44 Kw. ¿Cuál es el área del bloque?
2.7 Una cara de un bloque de cobre de 4 cm de espesor se mantiene a 175 °C. La otra cara está cubierta con una capa de fibra de vidrio de 1.5 cm de espesor. El exterior de la fibra de vidrio se mantiene a 80 °C y el flujo total de calor a través del bloque compuesto es 300 kW. ¿Cuál es el área delbloque?
2.9 Un material determinado tiene un espesor de 30 cm y una conductividad térmica de 0.04 W/m.°C . En un instante dado la distribución de temperaturas en función de x, distancia desde la cara izquierda, es T = 150x2 -30x, donde x está en metros. Calcúlese el flujo de calor por unidad de área en x = 0 y x = 30 cm. ¿se está enfriando o calentando el sólido?Por la ley de fourier
Para x =0
2.10 Una pared está construida con 2,0 cm de cobre, 3,0 mm de lámina de asbesto k = 0,166 W/m.°C y 6.0 cm de fibra de vidrio. Calcúlese el flujo de calor por unidad de área para una diferencia de temperatura total de 500°C.
2.11 Una pared está construida con una chapa de 4 mm de espesor de acero inoxidable [k = 16W/m.°C] con capas de plástico idénticas a ambos lados del acero. El coeficiente de transferencia de calor global, considerando convección a ambos lados del plástico, es 120 W/m2°C. Si la diferencia total de temperatura a través del conjunto es 60 °C , calcúlese la diferencia de temperaturas a través del acero inoxidable.
2.23 La pared de una casa sepuede aproximar por dos capas de 1.2 cm de plancha de fibra aislante, una capa de 8.0 cm de asbesto poco compacta, y una capa de 10 cm de ladrillo corriente. Suponiendo coeficientes de transferencia de calor por conveccion de 15 W/m2°C en ambos caras de la pared, calculese el coeficiente global de transferencia de calor de este conjunto.
Pared cilíndrica simple ycompuesta
2.17 Una tubería de acero de 5 cm de diámetro exterior (DE) está recubierta por un aislamiento de 6,4 mm de asbesto k = 0,166 W/m. °C, seguido de una capa de 2,5 cm de fibra de vidrio k = 0,048 W/m. °C. La temperatura de la pared de la tubería es 315 °C, y la temperatura del exterior del aislamiento es 38 °C. Calcúlese la temperatura de la interfaz entre el asbesto y la fibra de vidrio....
Pared plana simple y compuesta
2.1 Se va a construir una pared de 2 cm de espesor con un material que tiene una conductividad térmica media de 1.3 W/m.°C Se va a aislar la pared con un material que tiene una conductividad térmica media de 0.35 W/m.°C de modo que la pérdida de calor por metro cuadrado no superará 1.830 W. Suponiendoque las temperaturas de las superficies interna y externa de la pared aislada son 1.300 y 30 °C. Calcúlese el espesor de aislante necesario.
2.2 Cierto material de 2.5 cm de espesor, con un área de 0.1 m2 de sección transversal, mantiene una de sus caras a 35 °C y la otra a 95 °C. La temperatura en el plano central delmaterial es 62 °C y el flujo de calor a través del material es 1 kW. Obténgase una expresión para la conductividad térmica del material en función de la temperatura.
Se sabe que:
Por las condiciones de frontera
Si x = 0
Si x= 0.025 m
Entones
Para el Q:
2.4 Encuéntrese la transferencia de calor por unidad de área, a través de la pared compuestaesquematizada. Supóngase flujo unidimensional
Se sabe que el calor transferido por la pared :
Reemplazando tenemos:
2.5 Una cara de un bloque de cobre de 5 cm de espesor se mantiene a 260 °C La otra cara está cubierta con una capa de fibra de vidrio de 2.5 cm de espesor. El exterior de la fibra de vidrio se mantiene a 38 °C y el flujo total de calor a través delconjunto cobre-fibra de vidrio es 44 Kw. ¿Cuál es el área del bloque?
2.7 Una cara de un bloque de cobre de 4 cm de espesor se mantiene a 175 °C. La otra cara está cubierta con una capa de fibra de vidrio de 1.5 cm de espesor. El exterior de la fibra de vidrio se mantiene a 80 °C y el flujo total de calor a través del bloque compuesto es 300 kW. ¿Cuál es el área delbloque?
2.9 Un material determinado tiene un espesor de 30 cm y una conductividad térmica de 0.04 W/m.°C . En un instante dado la distribución de temperaturas en función de x, distancia desde la cara izquierda, es T = 150x2 -30x, donde x está en metros. Calcúlese el flujo de calor por unidad de área en x = 0 y x = 30 cm. ¿se está enfriando o calentando el sólido?Por la ley de fourier
Para x =0
2.10 Una pared está construida con 2,0 cm de cobre, 3,0 mm de lámina de asbesto k = 0,166 W/m.°C y 6.0 cm de fibra de vidrio. Calcúlese el flujo de calor por unidad de área para una diferencia de temperatura total de 500°C.
2.11 Una pared está construida con una chapa de 4 mm de espesor de acero inoxidable [k = 16W/m.°C] con capas de plástico idénticas a ambos lados del acero. El coeficiente de transferencia de calor global, considerando convección a ambos lados del plástico, es 120 W/m2°C. Si la diferencia total de temperatura a través del conjunto es 60 °C , calcúlese la diferencia de temperaturas a través del acero inoxidable.
2.23 La pared de una casa sepuede aproximar por dos capas de 1.2 cm de plancha de fibra aislante, una capa de 8.0 cm de asbesto poco compacta, y una capa de 10 cm de ladrillo corriente. Suponiendo coeficientes de transferencia de calor por conveccion de 15 W/m2°C en ambos caras de la pared, calculese el coeficiente global de transferencia de calor de este conjunto.
Pared cilíndrica simple ycompuesta
2.17 Una tubería de acero de 5 cm de diámetro exterior (DE) está recubierta por un aislamiento de 6,4 mm de asbesto k = 0,166 W/m. °C, seguido de una capa de 2,5 cm de fibra de vidrio k = 0,048 W/m. °C. La temperatura de la pared de la tubería es 315 °C, y la temperatura del exterior del aislamiento es 38 °C. Calcúlese la temperatura de la interfaz entre el asbesto y la fibra de vidrio....
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