transferencia de calor

PROBLEMA 1.4 Vapor que fluye a través de un tubo largo de pared delgada mantiene la pared del tubo a una temperatura uniforme de 500 K. El tubo está cubierto con una manta aislante compuesta condos materiales diferentes A y B. se supone que la interfaz entre los dos materiales tiene una resistencia de contacto infinita, y que toda la superficie externa está expuesta al aire, para el cual Tf=300K y h=25 W/m2. K

a) Dibuje el circuito térmico del sistema. Usando los símbolos precedentes, marque todos los nodos y resistencias pertinentes.
b) Para las condiciones que se establecen.¿cuál es la pérdida total del tubo? ¿Cuáles son las temperaturas de la superficie exterior T s, 2 (A) T s, 2 (B)?

SOLUCION:

a) El circuito térmico:


b) De la gráfica de conducción se obtiene:Hallando las resistencias térmicas







Reemplazando los valores, obtenemos así:




La pérdida total de calor es:












PROBLEMA 1.7 Una pared plana de 2 cmde espesor genera uniformemente un calor q o = 5x105 Kcal/h.m3. La conductividad térmica del material se supone constante de valor k = 2 Kcal/h.m.°C. La pared se encuentra rodeada de un fluido a 20°.C. y coeficiente de película de 50 Kcal/h.m2.°C. Determinar:
a) La distribución de temperaturas en el interior del sólido y calcular la temperatura en el plano de simetría y en la superficieexterior de la pared.
b) El flujo térmico al exterior.
c) El espesor que deberá tener la pared para la energía (qo) generada, si la temperatura máxima que admite el material es de 175 °C.
SOLUCION:
a)ECUACION DIFERENCIAL

d2T + q° = 0 → dT = -q0X + C1 → T(X) = -q0X2 + C1X + C2
dX2 K dxK 2K

CF1: X=0 ; dT = 0 CF2: X = +L ; -KdT = h(Ts - T∞)
dX...