problemas transferencia de calor PROPUESTOS.
Páginas: 9 (2174 palabras)
Publicado: 7 de septiembre de 2015
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL
FACULTAD DE INGENIERIA DE INGENIERIA EN ENERGIA
PROBLEMAS DE TRANSFERENCIA DE CALOR
1.- Calcular la densidad del flujo calorífico a través de una pared homogénea plana cuyo espesor es considerablemente inferior a su anchura yaltura cuando la pared es : a) de diatomita ( k = 0,11 W/m.C ). En los tres casos el espesor de la pared es de 50 mm. acero ( k = 40 W/m.C ); b) de hormigón ( k = 1,1 W/m.C ); c) de ladrillo de las temperaturas en las superficies de la pared se mantienen constantes: t c 1 = 100 C y t c 2 = 90 C.
2.- Una pared plana está construida con ladrillo de chamota y su espesor es 250 mm. Lastemperaturas de sus superficies son ; t c 1 = 1350 C y t c 2 = 50 C. El coeficiente de conductividad térmica del ladrillo de chamota es función de la temperatura y está dada por la siguiente relación : k = 0,838 ( 1 + 0,0007t ) W/m.C. Calcular y representar en escala la distribución de la temperatura en la pared.
3.- La pared plana de un tanque con área A = 5 m² está cubierta con aislamientotérmico de dos capas. La pared del tanque es de acero con espesor de 8 mm y el coeficiente de conductividad térmica k1 = 46,5 W/m.C. La primera capa del aislamiento es de Novoasbozurita con espesor de 50 mm y el coeficiente de conductividad térmica está determinada por la ecuación k2 = 0,144 + 0,00014t W/m.C; la segunda capa del aislamiento con espesor de 10 mm, es un enlucido (de mortero decal) cuyo coeficiente de conductividad térmica es k3 = 0,698 W/m.C. La temperatura de la superficie interna de la pared del tanque es t c 1 = 250 C y de la superficie exterior del aislamiento es t c 4 = 50 C. Calcular la cantidad de calor que se transmite a través de la pared, las temperaturas en los términos de las capas de aislamiento y construir el gráfico de distribución de latemperatura.
4.- La pared del hogar sin protección de una caldera de vapor está fabricada de chamota alveolada con espesor de 125 mm y de una capa de ladrillo rojo cuyo espesor es de 500 mm. Las capas están bien ajustadas entre sí. La temperatura de la superficie interior del hogar es t c 1 = 1100 C y en la superficie exterior t c 3 = 50 C. El coeficiente de conductividad térmica k1 = 0,28 + 0,00023t,y el del ladrillo rojo k 2 = 0,7 W/m.C. Calcular las pérdidas de calor a través de 1 m² de la pared del hogar y la temperatura en la superficie de contacto de las capas.
5.- Se ha decidido disminuir en 2 veces el espesor de la capa de ladrillo rojo del revestimiento del hogar examinado en el problema anterior y poner entre las capas un relleno de migajas de diatomita, cuyo coeficiente deconductividad térmica es: k = 0,113 + 0,00023 t en W/m.C. ¿ Cuál debe ser el espesor del relleno de diatomita para que las pérdidas de calor permanezcan invariables cuando las temperaturas en las superficies exteriores de la pared son las mismas que en el problema anterior.
6.- Un recalentador de aire está fabricado de elementos compuestos por tubos ovalados de fundición. Las aletas tienensección trapezoidal y están dispuestos lo largo de la generatriz en la superficie interior del tubo. Determinar la cantidad de calor que se desprende de la superficie de las aletas del tubo con longitud l = 2500 mm. La altura de las aletas es h = 30 mm., el espesor de las aletas en la superficie del tubo δ 1 = 3 mm, el espesor del extremo de las aletas δ 2 = 1 mm. El coeficiente de conductividadtérmica de la fundición es k = 52,3 W/m.C. La temperatura en la base de las aletas es t o = 450 C, la temperatura del aire t f = 350 C. El coeficiente de transferencia de calor de la superficie de las aletas al ambiente es: α = 23,3 W/m².C. Hallar también la temperatura del extremo de las aletas. El cálculo se debe efectuar mediante fórmulas exactas La transferencia de calor de los extremos...
FACULTAD DE INGENIERIA DE INGENIERIA EN ENERGIA
PROBLEMAS DE TRANSFERENCIA DE CALOR
1.- Calcular la densidad del flujo calorífico a través de una pared homogénea plana cuyo espesor es considerablemente inferior a su anchura yaltura cuando la pared es : a) de diatomita ( k = 0,11 W/m.C ). En los tres casos el espesor de la pared es de 50 mm. acero ( k = 40 W/m.C ); b) de hormigón ( k = 1,1 W/m.C ); c) de ladrillo de las temperaturas en las superficies de la pared se mantienen constantes: t c 1 = 100 C y t c 2 = 90 C.
2.- Una pared plana está construida con ladrillo de chamota y su espesor es 250 mm. Lastemperaturas de sus superficies son ; t c 1 = 1350 C y t c 2 = 50 C. El coeficiente de conductividad térmica del ladrillo de chamota es función de la temperatura y está dada por la siguiente relación : k = 0,838 ( 1 + 0,0007t ) W/m.C. Calcular y representar en escala la distribución de la temperatura en la pared.
3.- La pared plana de un tanque con área A = 5 m² está cubierta con aislamientotérmico de dos capas. La pared del tanque es de acero con espesor de 8 mm y el coeficiente de conductividad térmica k1 = 46,5 W/m.C. La primera capa del aislamiento es de Novoasbozurita con espesor de 50 mm y el coeficiente de conductividad térmica está determinada por la ecuación k2 = 0,144 + 0,00014t W/m.C; la segunda capa del aislamiento con espesor de 10 mm, es un enlucido (de mortero decal) cuyo coeficiente de conductividad térmica es k3 = 0,698 W/m.C. La temperatura de la superficie interna de la pared del tanque es t c 1 = 250 C y de la superficie exterior del aislamiento es t c 4 = 50 C. Calcular la cantidad de calor que se transmite a través de la pared, las temperaturas en los términos de las capas de aislamiento y construir el gráfico de distribución de latemperatura.
4.- La pared del hogar sin protección de una caldera de vapor está fabricada de chamota alveolada con espesor de 125 mm y de una capa de ladrillo rojo cuyo espesor es de 500 mm. Las capas están bien ajustadas entre sí. La temperatura de la superficie interior del hogar es t c 1 = 1100 C y en la superficie exterior t c 3 = 50 C. El coeficiente de conductividad térmica k1 = 0,28 + 0,00023t,y el del ladrillo rojo k 2 = 0,7 W/m.C. Calcular las pérdidas de calor a través de 1 m² de la pared del hogar y la temperatura en la superficie de contacto de las capas.
5.- Se ha decidido disminuir en 2 veces el espesor de la capa de ladrillo rojo del revestimiento del hogar examinado en el problema anterior y poner entre las capas un relleno de migajas de diatomita, cuyo coeficiente deconductividad térmica es: k = 0,113 + 0,00023 t en W/m.C. ¿ Cuál debe ser el espesor del relleno de diatomita para que las pérdidas de calor permanezcan invariables cuando las temperaturas en las superficies exteriores de la pared son las mismas que en el problema anterior.
6.- Un recalentador de aire está fabricado de elementos compuestos por tubos ovalados de fundición. Las aletas tienensección trapezoidal y están dispuestos lo largo de la generatriz en la superficie interior del tubo. Determinar la cantidad de calor que se desprende de la superficie de las aletas del tubo con longitud l = 2500 mm. La altura de las aletas es h = 30 mm., el espesor de las aletas en la superficie del tubo δ 1 = 3 mm, el espesor del extremo de las aletas δ 2 = 1 mm. El coeficiente de conductividadtérmica de la fundición es k = 52,3 W/m.C. La temperatura en la base de las aletas es t o = 450 C, la temperatura del aire t f = 350 C. El coeficiente de transferencia de calor de la superficie de las aletas al ambiente es: α = 23,3 W/m².C. Hallar también la temperatura del extremo de las aletas. El cálculo se debe efectuar mediante fórmulas exactas La transferencia de calor de los extremos...
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