C15I 04a Serie De Ejercicios

 TRANSFERENCIA DE CALOR Trim 15 I
Cuarta Serie de Ejercicios Viernes 13 de Marzo de 2015
1.-) El coeficiente de transferencia de calor por convección para una persona vestida es h = 14.8 u∞0.53 cuando 0.15 < u∞ < 1.5 m/s, donde u∞ es lavelocidad del aire. Calcule para una persona de área 1.7 m2 y una temperatura de 29ºC la pérdida de calor por convección si el viento tiene una temperatura de 10ºC, cuando la velocidad del aire es: 0.5 m/s, 1 m/s y cuando es 1.5 m/s.

2.-) Un hombre promedio tiene un área superficial del cuerpo de 1.8 m2 y una temperatura de la piel de 33°C. El coeficiente de transferencia de calor por convección para unapersona vestida que camina en aire estático se expresa como h = 8.6V0.53 para 0.5 < V < 2 m/s, donde V es la velocidad al caminar en m/s. Si la temperatura superficial promedio de la persona vestida es de 30°C, determine la razón de la pérdida de calor de un hombre promedio que camina en aire estático que está a 7°C, por convección, a una velocidad al caminar de a) 0.5 m/s, b) 1.0 m/s, c) 1.5m/s, y d) 2.0 m/s.

3.-) La presión atmosférica en una ciudad es 83.4 kPa. El aire fluye a 6 m/s y 30 ºC sobre una superficie plana de 2.5 m x 8 m que está a 120ºC. Halle el flujo de transferencia de calor de la superficie al aire cuando fluye paralelo al lado de 8 m y cuando lo hace paralelo al lado de 2.5 m.

4.-) Un flujo en forma de chorro circular de gas caliente a T se dirige en direcciónnormal a una placa circular que tiene radio ro y se mantiene a una temperatura uniforme Ts. El flujo de gas sobre la placa tiene simetría axial, lo que ocasiona que el coeficiente de convección local tenga una dependencia radial de la forma h(r) = a + brn, donde a, b y n son constantes. Determine la transferencia de calor hacia la placa, expresando el resultado en términos de T, Ts, ro, a, b, y n.5.-) Se enfría con agua a una temperatura de 20ºC la superficie superior de una placa sólida de 50 cm de espesor (k = 237 W/m·K). Las superficies superior e inferior de la placa sólida tenían temperaturas constantes de 60ºC y 120ºC, respectivamente. Determine el coeficiente de transferencia de calor por convección del agua y su gradiente de temperatura en la superficie superior de la placa.

6.-)Considere el flujo de aire sobre la superficie de la placa con una temperatura de 220oC. El perfil de temperatura del flujo de aire está dado por T(y) = T - (T - Ts)exp(Vy/fluido). El flujo de aire a 1 atmósfera tiene una velocidad de flujo libre de 0.08 m/s y una temperatura de 20oC. Determine el flujo de calor sobre la superficie de la placa y el coeficiente de transferencia de calor porconvección del flujo de aire. 1.45x104 W/m2, 72.6 W/m2.oC

7.-) Durante el enfriamiento de papas mediante aire se determina experimentalmente que el coeficiente de transferencia de calor para la convección, la radiación y la evaporación combinadas es como se indica en seguida:
Velocidad del aire, m/s
Coeficiente de transferencia de calor,W/m2.oC
0.66
14.0
1.00
19.1
1.36
20.2
1.73
24.4
Considere una papa de 8 cm de diámetro que está inicialmente a 20oC, con una conductividad térmica de 0.49 W/m.oC. Las papas se enfrían por medio de aire refrigerado que está a 5oC, a una velocidad de 11 m/s. Determine la razón inicial de transferencia de calor desde la papa y el valor inicial del gradiente de temperatura en la superficie de laplaca. 5.8 W, -585oC/m

8.-) Durante el enfriamiento por aire de naranjas, toronjas e híbridos de mandarina-toronja el coeficiente de transferencia de calor por convección, radiación y evaporación combinadas, para velocidades del aire de 0.11 < V < 0.33 m/s se determina experimentalmente y se expresa como h = 5.05 kaireRe1/3/D, donde el diámetro D es la longitud...