Transferencia de calor formulario

PROBLEMAS TRANSFERENCIA DE CALOR

Pared plana simple y compuesta

1. 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]

1. 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]

) ⁄     

1. 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]

1. 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]

1. 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

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