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SISTEMAS TERMICOS
Existen muchos tipos de sistemas térmicos en la industria, en el transporte y hasta en el hogar que necesitan ser controlados de alguna forma. Como ejemplos pueden mencionarselos intercambiadores de calor, el aire acondicionado en edificios, satélites, empacamiento térmico de componentes electrónicos, manufactura, procesamiento térmico de microchips entre otros. Si no serequiere de un control preciso o si el proceso es muy lento, el tipo de control a emplear puede ser el control manual, por el contrario, pueden utilizarse sistemas mecánicos o eléctricos realimentadospara que el control sea automático.
Los sistemas térmicos son aquellos que involucran la transferencia de calor de una sustancia a otra. Estos sistemas se analizan en términos de resistencia ycapacitancia, aunque la capacitancia térmica y la resistencia térmica tal vez no se representen con precisión como elementos de parámetros concentrados, dado que, por lo general, están distribuidas en todaslas sustancias. Para lograr análisis precisos, deben usarse modelos de parámetros distribuidos.
Sin embargo, para simplificar el análisis, aquí supondremos que un sistema térmico se representamediante un modelo de parámetros concentrados, que las sustancias que se caracterizan mediante una resistencia al flujo de calor tienen una capacitancia térmica insignificante y que las sustancias que secaracterizan por una capacitancia térmica tienen una resistencia insignificante al flujo de calor.
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
Se dispone de una corriente de líquido a razón de W (kg/h) y unatemperatura Ti (oK). Se desea calentar esta corriente hasta una temperatura TR (oK) según el sistema de calentamiento mostrado en la siguiente figura. El fluido ingresa a un tanque bien agitado el cual estaequipado con un serpentín de calentamiento mediante vapor. Se asume que la agitación es suficiente para conseguir que todo el fluido en el tanque esté a la misma temperatura T. El fluido calentado es...