Transferencia de calor formulario
Miguel HuertasApuntes14 de Enero de 2018
4.379 Palabras (18 Páginas)739 Visitas
PROBLEMAS TRANSFERENCIA DE CALOR
Pared plana simple y compuesta
- Se va a construir una pared de 2 cm de espesor con un material que tiene una conductividad térmica media de 1.3 W/m.°C Se va a aislar la pared con un material que tiene una conductividad térmica media de 0.35 W/m.°C de modo que la pérdida de calor por metro cuadrado no superará 1.830 W. Suponiendo que las temperaturas de las superficies interna y externa de la pared aislada son 1.300 y 30
°C. Calcúlese el espesor de aislante necesario.
⁄
⁄ [pic 1]
[pic 2]
[pic 3] [pic 4]
[pic 5] [pic 6] [pic 7]
- Cierto material de 2.5 cm de espesor, con un área de 0.1 m2 de sección transversal, mantiene una de sus caras a 35 °C y la otra a 95 °C. La temperatura en el plano central del material es 62 °C y el flujo de calor a través del material es 1 kW. Obténgase una expresión para la conductividad térmica del material en función de la temperatura.
[pic 8]
Se sabe que:
( )[pic 9]
Por las condiciones de frontera
Si x = 0
( )
Si x= 0.025 m
( )
Entones
( ) ( )
Para el Q:
( ) ([pic 10][pic 11]
) ⁄
- Encuéntrese la transferencia de calor por unidad de área, a través de la pared compuesta esquematizada. Supóngase flujo unidimensional
[pic 12][pic 13]
Se sabe que el calor transferido por la pared :
( )
[pic 14]
)
[pic 15] [pic 16]
(
[pic 17]
Reemplazando tenemos:
[pic 18]
[pic 19]
[pic 20]
[pic 21]
- Una cara de un bloque de cobre de 5 cm de espesor se mantiene a 260 °C La otra cara está cubierta con una capa de fibra de vidrio de 2.5 cm de espesor. El exterior de la fibra de vidrio se mantiene a 38 °C y el flujo total de calor a través del conjunto cobre-fibra de vidrio es 44 Kw. ¿Cuál es el área del bloque?
⁄ ⁄ [pic 22]
( ) [pic 23]
[pic 24] [pic 25]
(
)
[pic 26]
2.7 Una cara de un bloque de cobre de 4 cm de espesor se mantiene a 175 °C. La otra cara está cubierta con una capa de fibra de vidrio de 1.5 cm de espesor. El exterior de la fibra de vidrio se mantiene a 80 °C y el flujo total de calor a través del bloque compuesto es 300 kW. ¿Cuál es el área del bloque?
⁄ ⁄ [pic 27]
( ) [pic 28]
[pic 29] [pic 30]
(
)
[pic 31]
- Un material determinado tiene un espesor de 30 cm y una conductividad
térmica de 0.04 W/m.°C . En un instante dado la distribució2n de temperaturas en
función de x, distancia desde la cara izquierda, es T = 150x -30x, donde x está en
metros. Calcúlese el flujo de calor por unidad de área en x = 0 y x = 30 cm. ¿se está enfriando o calentando el sólido?[pic 32]
Por la ley de fourier
( )
[pic 33]
( )[pic 34]
Para x =0
( )
( ( ) )
[pic 35]
( )
( )
( ( ) )
[pic 36]
( )
- Una pared está construida con 2,0 cm de cobre, 3,0 mm de lámina de asbesto k = 0,166 W/m.°C y 6.0 cm de fibra de vidrio. Calcúlese el flujo de calor por unidad de área para una diferencia de temperatura total de 500°C.[pic 37]
⁄
⁄
⁄
[pic 38][pic 39]
- Una pared está construida con una chapa de 4 mm de espesor de acero inoxidable [k = 16 W/m.°C] con capas de plástico idénticas a ambos lados del acero. El coeficiente de transferencia de calor global, considerando convección a ambos lados del plástico, es 120 W/m °C. Si la diferencia total de temperatura a través del conjunto es 60 °C , calcúlese la diferencia de temperaturas a través del acero inoxidable.[pic 40][pic 41][pic 42][pic 43]
( ) [pic 44][pic 45]
[pic 46][pic 47]
2.23 La pared de una casa se puede aproximar por dos capas de 1.2 cm de plancha de fibra aislante, una capa de 8.0 cm de asbesto poco compacta, y una capa de 10 cm de ladrillo corriente. Suponiendo coeficientes de transferencia de calor por conveccion de 15 W/m2°C en ambos caras de la pared, calculese el coeficiente global de transferencia de calor de este conjunto.
...