Transf Calor (Encontrado En La Web), Archivo Carga Prueba.

Procesos y Equipos Industriales  GUÍA Nº1  “Tópicos de Transferencia de Calor”    Paredes    1. Se tiene una ventana de vidrio con cámara de aire; vidrio‐aire‐vidrio, de 1 metro cuadrado de área. El vidrio  tiene conductividad térmica k de 1 W/m∙oC y un espesor de 4 milímetros. La sección de aire tiene coeficiente convectivo de 14 W/m2∙oC es de 1 centímetro de espesor para minimizar la creación de corrientes convectivas.  La temperatura en la sección de la izquierda de vidrio (justo al extremo izquierdo) es de 22 oC y justo al final de  la sección de la derecha es 12 oC. Calcule el calor transferido.  T  q

T1  T2  k1  T3  T4  kA  hB  kC  x ΔxA  ΔxB  ΔxC    Solución    Datos:    kA = kC = 1 W/m∙oC  hB = 14 W/m2∙oC  T1 = 22 oC  T4 = 12 oC  ΔxA = ΔxC = 4 mm = 0,004 m  ΔxB = 1 cm = 0,01 m  A = 5 m2  Desarrollo:    Sabiendo que,    (T1 − T4 ) (T1 − T4 ) , donde R = R = Δx A y R = 1 = q= A C B ΔxC Δx A 1 R A + R B + RC kA A hB A + + k A A hB A k C A     Luego para el caso se tiene,    ºC 0,004 m 1 R A + RB + RC = 2 R A + RB = 2 + ≈ 0,02   W W W 2 2 1 ·5 m 14 2 ·5 m m·º C m ·º C  
BProcesos y Equipos Industriales I                                                                                                                         Profesor: Alfredo Iriarte  2010/2                                                                                                                                                                    Ayudante: Darío Fuentes 

Luego, reemplazando en la ecuación de cálculo de flujo de calor se tiene,    (T1 − T4 ) = (22º C − 12º C) ≈ 500 W   q= ºC R A + RB + RC 0,02 W2. Se tiene una pared de mampostería de 3 secciones; vulcanita‐aire‐vulcanita, 12 metros cuadrados de área, y  se busca evaluar la eficiencia de dos aislantes. La vulcanita tiene conductividad térmica kA de 0,26 W/m∙oC y un  espesor de 15 milímetros. La sección de en medio 10 centímetros de espesor. Las opciones de aislantes son un  conglomerado  de  asbesto  de  coeficiente  convectivo  0,04  W/m∙oC  y  otro  conglomerado  de  fibra  de  vidrio  de 0,07 W/m∙oC. La temperatura en la sección de la izquierda del muro (justo al extremo izquierdo) es de 15  oC y  justo al final de la sección de la derecha es 38  oC. Calcule el espesor que ha de tener la sección de en medio  rellena con fibra de vidrio para igualar la eficiencia del asbesto en las condiciones originales.  T  q

T4  k1  T2  T1  kA  ΔxA      Solución    Datos:    kA= kC = 0,26 W/m∙oC  kB‐ASB = 0,04 W/m∙oC  kB‐FDV = 0,07 W/m∙oC T1 = 15 oC  T4 = 38 oC  ΔxA = ΔxC = 15 mm = 0,0015 m  ΔxB= 10 cm = 0,1 m  A = 12 m2   Desarrollo:    Cálculo del flujo de calor con aislante de asbesto,    (T1 − T4 ) (T1 − T4 ) , = q= Δx A ΔxB − ASB ΔxC R A + RB − ASB + RC + + k A A k B− ASB A kC A         kB  ΔxB  kC  ΔxC  x T3 

donde R A = RC =

Δx A Δx B y RB − ASB = kA A k B − ASB A

 Procesos y Equipos Industriales I                                                                                                                         Profesor: Alfredo Iriarte  2010/2                                                                                                                                                                    Ayudante: Darío Fuentes 

Así,   

R A + RB− ASB + R C = 2 R A + RB− ASB = 2

ΔxB− ASB 0,0015 m ºC + ≈ 0,2  W W W ·12 m 2 0,26 ·12 m 2 0,04 m·º C m·º C

  Luego, reemplazando en la ecuación de cálculo de flujo de calor se tiene,    (T1 − T4 ) (15º C − 38º C) ≈ −115 W = q= ºC R A + RB− ASB + RC 0,2 W   Donde el flujo negativo de calor indica que hay transferencia en sentido contrario al propuesto; de T4 a T1. Ahora se mantiene el calor constante y se despeja el valor de espesor de la sección de en medio.   
q= q= q=

(T1 − T4 )
R A + RB− FDV + RC

(T1 − T4 )

(T1 − T4 ) Δx B − FDV 0,0015 m + 2 W W ·12 m 2 0,07 ·12 m 2   0,26 m·º C m·º C − 23 º C − 105 W = Δx B − FDV 0,0015 m + 2 W W 0,26 ·12 m 2 0,07 ·12 m 2 m·º C m·º C Δx B − FDV ≈ 0,2...