Ejercicio 3 Calentador De Agua
Páginas: 4 (775 palabras)
Publicado: 17 de noviembre de 2015
Universidad Nacional Experimental Politécnica
“Antonio José de Sucre”
Vicerrectorado Puerto Ordaz
Departamento de Postgrado
Maestría de Ingeniera Mecánica Industrial
Transferencia de Calor AvanzadaLa Figura muestra un calentador de agua en forma tubular. El calentador es de aluminio y se
recubre con un material refractario para evitar la pérdida de calor con el ambiente. El agua
se calienta enel interior del tubo por efecto Joule debido a la corriente que circula a través
del conductor de aluminio. Las propiedades del aluminio y del refractario son las siguientes:
Aluminios:
Te, heDensidad: = 933 kg/m
Resistividad: e o 1 T To
3
q’
Ti, hi
o = 2,83x10 W/m.A
= 0,0004 °C-1
-8
R1
2
R2
R3
To = 20 °C
Conductividad y Calor específico:
T [K]
100
200
300400
600
800
k [W/mK]
302
237
236
240
231
218
cp [J/kgK]
482
798
903
949
1033
1146
Refractario:
Densidad: = 2600 kg/m3
Conductividad y Calor específico:
T [K]
200
300
400
600
8001000
1200
1500
k [W/mK]
4,78
3,98
3,64
3,28
3,08
2,968
2,87
2,79
cp [J/kgK]
1030
1350
1690
1865
1975
2055
2145
2750
Las dimensiones del cable y las propiedades convectivas delagua y aire son:
R1 = 25 mm,
Ti = 70 °C
Te = 30 °C
R2 = 35 mm
hi = 1000 W/m2K
he = 10 W/m2K
R3 = 45 mm
Se pide:
3.1 Evaluando las propiedades del aluminio y el refractario a 300 K, y asumiéndolasconstante, obtenga la solución analítica de la distribución de temperatura y el calor
perdido al ambiente por unidad de longitud del conductor. A partir de la solución
analítica, determine corrientemáxima que puede transportar el conductor de
aluminio para que la temperatura máxima en el mismo no supere los 150 °C.
3.2 Considerando la variación de e, cp y k con la temperatura, determine ladistribución
de temperatura y la perdida de calor por unidad de longitud del conductor. Use un
procedimiento numérico y compare éstos resultados con la solución analítica
obtenida en el punto 16.1. ¿Es...
“Antonio José de Sucre”
Vicerrectorado Puerto Ordaz
Departamento de Postgrado
Maestría de Ingeniera Mecánica Industrial
Transferencia de Calor AvanzadaLa Figura muestra un calentador de agua en forma tubular. El calentador es de aluminio y se
recubre con un material refractario para evitar la pérdida de calor con el ambiente. El agua
se calienta enel interior del tubo por efecto Joule debido a la corriente que circula a través
del conductor de aluminio. Las propiedades del aluminio y del refractario son las siguientes:
Aluminios:
Te, heDensidad: = 933 kg/m
Resistividad: e o 1 T To
3
q’
Ti, hi
o = 2,83x10 W/m.A
= 0,0004 °C-1
-8
R1
2
R2
R3
To = 20 °C
Conductividad y Calor específico:
T [K]
100
200
300400
600
800
k [W/mK]
302
237
236
240
231
218
cp [J/kgK]
482
798
903
949
1033
1146
Refractario:
Densidad: = 2600 kg/m3
Conductividad y Calor específico:
T [K]
200
300
400
600
8001000
1200
1500
k [W/mK]
4,78
3,98
3,64
3,28
3,08
2,968
2,87
2,79
cp [J/kgK]
1030
1350
1690
1865
1975
2055
2145
2750
Las dimensiones del cable y las propiedades convectivas delagua y aire son:
R1 = 25 mm,
Ti = 70 °C
Te = 30 °C
R2 = 35 mm
hi = 1000 W/m2K
he = 10 W/m2K
R3 = 45 mm
Se pide:
3.1 Evaluando las propiedades del aluminio y el refractario a 300 K, y asumiéndolasconstante, obtenga la solución analítica de la distribución de temperatura y el calor
perdido al ambiente por unidad de longitud del conductor. A partir de la solución
analítica, determine corrientemáxima que puede transportar el conductor de
aluminio para que la temperatura máxima en el mismo no supere los 150 °C.
3.2 Considerando la variación de e, cp y k con la temperatura, determine ladistribución
de temperatura y la perdida de calor por unidad de longitud del conductor. Use un
procedimiento numérico y compare éstos resultados con la solución analítica
obtenida en el punto 16.1. ¿Es...
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