Transferencia de calor

PROBLEMARIO DE TRANSFERENCIA DE CALOR ING. QUÍMICA PETROLERA 5° SEM GRUPO “P”

1.- Calcule la pérdida de calor por m2 de área superficial en la pared aislante temporal de un cuarto de almacenamiento en frío, si la temperatura exterior es de 299.9 K y la interior de 276.5 K. La pared está formada por 25.4 mm de corcho prensado con un valor de k de 0.0433 W/m K 2.- En la determinación de laconductividad térmica de un material aislante, la temperatura en ambos lados de una placa plana de 25 mm del material es 318.4 y 303.2 K. El flujo específico de calor es 35.1 W/m2. Calcule la conductividad térmica en Btu/h pie °F y W/m K. 3.- Se desea construir un almacén refrigerado con una capa interna de 19.1 mm de madera de pino, una capa intermedia de corcho prensado y una capa externa de 50.8 mmde concreto. La temperatura de la pared interior es de -17.8 °C y la de la superficie exterior de 29.4 °C en el concreto. Las conductividades medias son, para el pino 0.151; para el corcho 0.0433; y para el concreto 0.762 W/m K. El área superficial total interna que se debe usar en los cálculos es aproximadamente 39 m2. ¿Qué espesor de corcho prensado se necesita para mantener la pérdida de caloren 586 W? 4.- La pared de un horno de 0.244 m de espesor se construye con un material que tiene una conductividad térmica de 1.30 W/m K. La pared estará aislada en el exterior con un material que tiene una k promedio de 0.346 W/m K, de tal manera que las pérdidas de calor en el horno sean iguales o inferiores a 1830 W/m2. La temperatura de la superficie interior es 1588 K y la de la externa es 299K. Calcule el espesor del aislante necesario. 5.- Un horno con dimensiones internas de 1.0 x 1.0 X 2.0 m de ancho, alto y largo respectivamente; tiene un grosor de pared de 0.20 m. La k de las paredes es 0.95 W/m K. El interior del horno se conserva a 800 K y el exterior a 350 K. Calcule la pérdida de calor total del horno. 6.- Las caras de una pared de 6 plg de grueso que miden 12 X 16 pies,deberán mantenerse a 1500 y 300°F, respectivamente. La pared está hecha de ladrillo de caolín aislante. ¿cuánto calor se pierde por la pared? 7.- Un horno está encerrado por paredes hechas (de adentro hacia afuera) de 8 plg de ladrillo refractario de caolín, 6 plg de ladrillo de caolín aislante, y 7 plg de ladrillo de arcilla refractaria. ¿Cuál es la pérdida de calor por pie cuadrado de pared cuandoel interior del horno se mantiene a 2 200°F y el exterior a 200°F? 8.- La pared de un horno consiste en una serie de 7 plg de ladrillo refractario de caolín, 6 plg de ladrillo de caolín aislante, y suficiente ladrillo de arcilla refractaria para reducir las pérdidas de calor a 100 Btu/h pie2 cuando las temperaturas del

interior y del exterior son de 1 500°F y 100°F, respectivamente. ¿Quégrosor de ladrillo de arcilla refractaria deberá usarse?

9.- Si un esquimal pretendiese sustituir su iglú por una casa de hormigón, ¿qué espesor deberían tener las paredes para que la nueva habitación tuviese las mismas características térmicas del iglú? El espesor de las paredes del iglú se puede tomar como de 20 cm. La conductividad térmica de la nieve compacta es de k = 0.46 W/m K. Laconductividad térmica del hormigón es de k =1.28 W/m K. 10.- Una pared de concreto, que tiene un área superficial de 20 m2 y 30 cm de espesor, separa el aire acondicionado de una habitación del aire ambiental. La temperatura de la superficie interna de la pared se mantiene a 25°C y la conductividad térmica del concreto es 1 W/m K. Determine la pérdida de calor a través de la pared para una temperaturaambiente de 38°C. 11.- Se determina que el flujo de calor a través de una tabla de madera de 50 mm de espesor, cuyas temperaturas sobre las superficies interna y externa son 40 y 20°C, respectivamente, es 40 W/m2. ¿Cuál es la conductividad térmica de la madera? 12.- Un chip cuadrado isotérmico tiene un ancho w = 5 mm de lado y está montado en un sustrato de modo que sus superficies lateral e inferior...