Capítulo 2 - Karlekar-Con Formato

 

Karlekar 2-11 En

un experimento para determinar la conductividad térmica de un metal dado, una muestra cuyo diámetro es de 1” y 6” de largo, se mantiene a 212°F en un extremo y a 32°F en el otro. Si la superficie cilíndrica está completamente aislada y mediciones eléctricas detectan un flujo de calor de 4 watts, determine la conductividad térmica de la muestra del material. Datos:    = 4 =13.8465  

 = 6 .  L= 1 pulg.=0.0833ft. T1=212°F; T2=32°F

  ∗      ∗ 6   =   =  = 0.1963    4 4∗144 Asemejando a un circuito eléctrico equivalente

Sabiendo que:

       =   

=

=

ℎ ∗ °  2  2112 − 32     = 13  13.84

Y conociendo que la Resistencia para la Conducción es:

   = = =

       ∗ 

       ∗ 

  0.0833   0.1963 0.1 963 ∗ 13

 = 0.1963

     ℎ ∗ ° ∗ 

 

Karlekar 2-16 

Dos barras circulares de acero suave (0.5% carbón), I y II están interconectados vía una esfera, III, según puede ver en la figura. Las áreas transversales de las barras son A1=2 pulg2 y AII=1pulg2. El sistema está bien aislado excepto por la cara izquierda de la barra II. Se cuenta con la siguiente información, bajo condiciones de estado estacionario. 

Se mide la temperatura T3 en un punto que se localiza a 3 pulgadas del extremo derecho de la barra II. Se puede considerar el flujo de calor entre los puntos 3 y 2 como unidimensional. Encuentre el coeficiente de transferencia de calor h2. Se realiza la analogía al circuito eléctrico:

Se determina el flujo de calor a través del sistema:

 (44)(2 )(2)(1 )(171 − 140  = ℎ  ∆ = ( 40)) = 248    = 248   Se encuentra la solución al problema:

 = ℎ   ∆ = 248     248     = 15.5 ⁄  = ℎ  =   ℎ    ⁰ (1)(50 50 − 37) 37)   ∆ (1)( ℎ  = 15.5 ⁄ℎ    ⁰