factorizacion

1.1. PROBLEMAS DE RADIACION SOLAR Y EN MEDIOS ABSORBENTES1

1.1.

PROBLEMAS DE RADIACION SOLAR Y
EN MEDIOS ABSORBENTES

Problema 1
Un captador solar consiste en una superficie negra aisladacubierta con una placa
de vidrio que tiene las siguientes propiedades:
0 < λ < 2,5µm :
2,5µm < λ < ∞ :

τ = 0,9; ε = 0,1; ρ = 0;
τ = 0; ε = 1; ρ = 0;

Suponer que el flujo radiante del sol queincide sobre el vidrio es de 700 W/m2 y se
encuentra totalmente por debajo de 2,5µm. Calcular la temperatura de equilibrio
radiante de la superficie negra, despreciando la convecci´n, con un medio quela
o
rodea a 35 ◦ C. Respuesta: T1 = 103, 6◦ C
Problema 2
Calcular la emisividad del cielo y su temperatura efectiva en un d´ despejado
ıa
cuando el aire ambiente est´ a 1,01bar y 16,8◦ C, ytiene una humedad relativa de
a
60 %. Respuesta: εcielo = 0,74; Tcielo = 268, 9K
Problema 3
Calcular la temperatura de equilibrio de una peque˜a placa plana cuya cara sun
perior est´ orientada haciael cielo mientras que sobre ambas caras fluye una
a
corriente de aire a 298 K, 1 atm y humedad relativa del 20 %. La cara inferior
ve un medio ambiente negro a 298K. La irradiaci´n solar es de800W/m2 y el coeo
ficiente medio de transferencia de calor por convecci´n es de 20W/m2 .K. Obtener
o
soluciones para tres tipos distintos de superficies:
a) Representativo de una pintura muy blanca: αs= 0, 2; ε = 0,9
b) Pintura met´lica (aluminio): αs = 0, 3; ε = 0, 3
a
c) Pintura negra: αs = 0,9; ε = 0,9
Respuesta: a) T = 298,7 K; b) T = 302,55 K; c) T = 309,59 K
Problema 4
Una mezcla de 20% de CO2 y 80 % de N2 en volumen se encuentra en un recinto
esf´rico a 1 atm y 1200 K. Calcular la emisividad y absortividad totales del gas
e
para un di´metro de 1,5m y una temperatura en la pareddel recinto de 1000 K.
a
Respuesta: ε 0, 12; α 0, 137

67.31 – Transferencia de Calor y Masa
Problema 5
El gas de salida de una c´mara de combusti´n de metano se encuentra a 1400 K
a
o
y...