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Transferencia de calor-problema


Enviado por   •  3 de Noviembre de 2022  •  Tareas  •  332 Palabras (2 Páginas)  •  54 Visitas

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 TRANSFERENCIA DE CALOR

TRANSFERENCIA DE CALOR PI143-A

PRACTICA CALIFICADA N° 3

El cuerpo bidimensional mostrado en la figura tiene la temperatura inicial en la superficie y la temperatura del interior como las calculadas. En un instante dado, considerado tiempo cero la cara a 500 C disminuye, de forma rápida, su temperatura hasta 30 C. Tomando Δx= Δy 15 cm y α=1.29*105 m2/ calcúlense las temperaturas de los nodos 1,2,3 y 4 al cabo de 30 min. Realice el cálculo utilizando el método explícito. Tómese K=45 W/mxC.

[pic 1]

[pic 2][pic 3]

[pic 4]

[pic 5]

[pic 6]

[pic 7]

[pic 8][pic 9][pic 10]

[pic 11]

[pic 12]

SOLUCION. –

Hallamos las temperaturas de los nodos internos 1,2,3 y 4 con la siguiente ecuación

[pic 13]

NODO 1:                            100+ T2+ T3+500-4* T1=0      ………………………………...(1)

NODO 2:                             T1+100+ T4+500-4* T2=0      …………………………………(2)

NODO 3:                            100+ T4+ 100+T1-4* T3=0      …………………………………(3)

NODO 4:                            T3+ 100+100+T2-4* T4=0       …………………………………(4)

Observamos del grafico que T1=T2 y T3=T4 . Por lo tanto, solo tendríamos un sistema de 2 ecuaciones con 2 incógnitas.

Usando las ecuaciones (2) y (3) obtenemos:

T1=T2 =250 °C

T3=T4 =150°C

[pic 14]

[pic 15][pic 16]

[pic 17][pic 18]

[pic 19]

[pic 20]

[pic 21]

Utilizando el método explicito hallamos las nuevas temperaturas:

Α*Δt/Δx=1/4

p

T1

T2

T3

T4

0

250

250

150

150

1

132.5

132.5

150

150

2

103.125

103.125

120.625

120.625

3

88.4375

88.4375

105.9375

105.9375

4

81.09375

81.09375

98.59375

98.59375

5

77.421875

77.421875

94.921875

94.921875

6

75.5859375

75.5859375

93.0859375

93.0859375

7

74.6679688

74.6679688

92.1679688

92.1679688

8

74.2089844

74.2089844

91.7089844

91.7089844

9

73.9794922

73.9794922

91.4794922

91.4794922

10

73.8647461

73.8647461

91.3647461

91.3647461

11

73.807373

73.807373

91.307373

91.307373

12

73.7786865

73.7786865

91.2786865

91.2786865

13

73.7643433

73.7643433

91.2643433

91.2643433

14

73.7571716

73.7571716

91.2571716

91.2571716

15

73.7535858

73.7535858

91.2535858

91.2535858

16

73.7517929

73.7517929

91.2517929

91.2517929

17

73.7508965

73.7508965

91.2508965

91.2508965

18

73.7504482

73.7504482

91.2504482

91.2504482

19

73.7502241

73.7502241

91.2502241

91.2502241

20

73.7501121

73.7501121

91.2501121

91.2501121

21

73.750056

73.750056

91.250056

91.250056

22

73.750028

73.750028

91.250028

91.250028

23

73.750014

73.750014

91.250014

91.250014

24

73.750007

73.750007

91.250007

91.250007

25

73.7500035

73.7500035

91.2500035

91.2500035

26

73.7500018

73.7500018

91.2500018

91.2500018

27

73.7500009

73.7500009

91.2500009

91.2500009

28

73.7500004

73.7500004

91.2500004

91.2500004

29

73.7500002

73.7500002

91.2500002

91.2500002

30

73.7500001

73.7500001

91.2500001

91.2500001

31

73.7500001

73.7500001

91.2500001

91.2500001

32

73.75

73.75

91.25

91.25

33

73.75

73.75

91.25

91.25

34

73.75

73.75

91.25

91.25

35

73.75

73.75

91.25

91.25

36

73.75

73.75

91.25

91.25

37

73.75

73.75

91.25

91.25

38

73.75

73.75

91.25

91.25

...

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