GUIA TRANSFERENCIA DE CALOR POR CONDUCCION

UNIVERSIDAD DE IBAGUE

GUIA TRANSFERENCIA DE CALOR POR CONDUCCION

1. Un elemento resistor cilíndrico en un tablero de circuitos eléctricos disipa 0,8 W de potencia.  El resistor tiene 1,5 cm de largo y un diámetro de 0,4 cm. Suponiendo que el calor se va a transferir uniformemente desde todas las superficies, determine:

1. La cantidad de calor que este resistor disipa (transfiere) durante un periodo de 24 horas.
2. El flujo de calor
3. La fracción de calor disipada desde las superficies superior e inferior

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Se procede a calcular el flujo de calor en la base para ello se tiene :
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Ya teniendo el flujo de cslor de la base se procede a calcular la fracción de calor disipado

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1. Considérese una lámpara incandescente de 150 W (bombillo) .  El filamento de la lámpara tiene 5 cm de largo y el diámetro es de 0,5 mm.  El diámetro del bulbo de vidrio de la lámpara es de 8 cm.  Determine el flujo de calor en w/m2, en:

1. La superficie del filamento
2. La superficie del bulbo de vidrio
3. Calcule cuánto costara mantener la lámpara prendida por un año durante 8 horas/día todos los 365 días, si el costo unitario de la electricidad es de $500/kw-h[pic 29][pic 30][pic 31][pic 32]

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1. Un cuarto de 4mx5mx7m se calienta por medio del radiador de un sistema de calefacción en el que se usa vapor de agua.  El radiador de vapor transfiere calor a una razón de 12500 kJ/h y se usa un ventilador de 100 W para distribuir el aire cálido en el cuarto.  Se estima que las pérdidas de calor del cuarto se producen con una rapidez de cerca de 5000 kJ/h.  Si la temperatura inicial del aire del cuarto es de 10 °C, determine cuanto tiempo transcurrirá para que esa temperatura se eleve hasta 20°C.  Suponga calores específicos constantes a la temperatura ambiente.

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Se considera el aire como una gas ideal, entonces se aplica la ecuación de los gases:

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Se dice que R es igual a 0,287Kj/kg.°K este valor se obtuvo de (yunus & michel, 6ta edicion )

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Ya obteniendo la masa del aire se procede a reemplazar los valores en la ecuación de balnces de energía, pero teniendo en cuenta que el cp del aire es igual a 1,007kj/kg°k este valor se obtuvo (yunus & michel, 6ta edicion ).

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1. Una secadora de cabello es básicamente un ducto en el cual se colocan unas cuantas capas de resistencias eléctricas.  Un ventilador pequeño tira del aire llevándolo hacia adentro y forzándolo a que fluya sobre las resistencias, en donde se calienta.  Entra aire a una secadora de cabello de 1200 w, a 100 Kpa y 22 °C y sale a 47°C.  El área de la sección transversal de la secadora a la salida es de 60 cm2.  Despreciando la potencia consumida por el ventilador y las pérdidas de calor a través de las paredes de la secadora, determine:

1. Gasto volumétrico del aire  la entrada
2. Velocidad del aire a la salida

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1. Un recipiente rectangular de vidrio pyrex tiene paredes de 5 mm de espesor y está protegido por una capa de neopreno de 1 cm de espesor.  Calcular:

1.  La velocidad de pérdidas de calor del recipiente si las temperaturas de las superficies interna y externa son 40 y 20 °C respectivamente, y el área total del recipiente es de 400 cm2.
2. Calcular la temperatura de la interfaz entre el vidrio y el neopreno y representar el perfil de temperaturas en la pared compuesta.

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Se procede a buscar la conductivadad térmica del vidrio pyrex , lo cual tiene un valor de K=1,2 w/m°C, (dedietrich process system, s.f.)

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1. Un congelador de 1 metro de ancho, 1 m de profundidad y  2 m de altura; debe mantener una temperatura de -10 °C cuando la temperatura ambiente es de 30 °C. ¿Qué espesor de poliestireno se requiere si la carga de enfriamiento no debe ser superior a 200 W?.  Suponga que la superficie externa del aislante esta aproximadamente a la temperatura ambiente y que la base del congelador tiene un aislante perfecto.

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Se procede a buscar la conductividad térmica del poliestireno , lo cual tiene un valor de K=0,025 w/m°C (connor, 2019)

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