TRANSFERENCIA DE CALOR

EJERCICIOS DE TRASFERENCIA DE CALOR
EJERCICIO 1:
A través de un tubo con diámetro interno de 38.1 mm fluyen 6.71 m/s de aire a
temperatura promedio de 449.9 K y presión de 138 KPa, la temperaturade pared
interior se mantiene constante a 477.6 K por medio de vapor que se condensa en el
exterior. Calcule el coeficiente de trasferencia de calor para un tubo largo y el flujo
específico detrasferencia de calor.
DATOS:
V = 6.71 m/s

Tprom = 449.9 K

Tpared = 477.6 K

p = 138 KPa

Dint = 38.1 mm

𝑘 𝑎𝑖𝑟𝑒 = 0.03721 BTU/h. F. ft

DESARROLLO:
En este caso se presenta el fenómenode convección forzada, los valores de 𝜌 y µ son
extraídos de las tablas para las condiciones anteriormente dadas:

Re =

𝑫.𝑽.𝝆

=

µ

𝟎.𝟎𝟑𝟖𝟏𝒎

𝟔.𝟕𝟏 𝒎/𝒔 (𝟎.𝟕𝟖𝟓)

2.5∗ 10 −5

Re =8027.44

Esto indica que el flujo es turbulento

Ahora hallamos Nu:
 b 
hD
Nu 
 0.027 Re 0.8 Pr 1 / 3 
 w 

k



Nu =
𝒉.𝑫
𝑘

𝒉.𝑫
𝑘

0.8

= 0.027(8027.44) (0.687)

1/ 3 2.5 


 2.6 

0.14

= 31.5

Despejando h:
h=

𝟑𝟏.𝟓 (𝟎.𝟎𝟑𝟕𝟐𝟏𝒎)
𝟎.𝟎𝟑𝟖𝟏W/(m·K)

= 30.42 W/𝑚2 K

El coeficiente de trasferencia de calor es 30.42 W/𝑚2 K

0.14

Ahoracalculamos q:
q = h. A. ∆T = (30.42 W/𝑚2 K) (2πrL) (477.6 – 449.9)K
𝒒
𝐿
𝒒
𝐿

= (30.42 W/𝑚2 K) (2π(0.019m)) 27.7K
= 100.6 W

El flujo especifico de transferencia de calor es: 100.6 W.L
EJERCICIO2:
Una tubería horizontal de acero (oxidada) que transporta vapor de agua, tiene un
Dext = 0.1683 m y temperatura superficial de 374.9 K y se expone al aire a 297.1 K en
una habitación grande.Calcule la perdida de calor por convección, para 0.305m (1 ft) de
longitud de tubería.
DESARROLLO:
q = ℎ 𝑐𝑜𝑛𝑣𝑒𝑐 . A . ∆T + ℎ 𝑟𝑎𝑑 . A . ∆T
Para conveccion natural:

NúmerodeGrashof  N Gr  L3

g2

2

T

N Gr  (0.1683) 3 (0.809 *108 )(374.9  297.1) K

N Gr = 0.30 * 108

como Pr = 0.702

N Gr X Pr = 0.21 * 108
Ahora:

Nu 
Nu  0.530.21*10 exp 8

hD
m
 aGr  Pr ...