problemas de transferencia

UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS (Universidad del Perú, Decana de América

!ACUL"AD DE CIENCIAS !ISICAS E#A#P# IN$ENIERIA MECANICA DE !LUIDOS C%rs&' "ranserencia de Cal&r ) Masa Pr&es&ra' Salvad&r *ea+ri Al%mn&s' Alia-a Aa.a, /&sé An+&ni& C0er& M&rales, Pier Os1ald& 2ern3nde Serna, Denn)s Raúl /%rad& Ya%)&, R&c4& An-ela

M&n+&)a S&sa)a, Ed-ar Issac "&rres "a5ia, Raúl Mi-%el Cicl&' 6 A%la' 789 Universi+aria :89;

Ci%dad

TEMA: CONVERSION PROBLEMA 1: Enc&n+rar el cal&r es5ec4la de 2&lman

De a%4 +enem&s %e el cal&r de es5ec4re a %na +em5era+%ra de 7;8 @ es 9#88B @/=-#?C C&nvir+iend& +enem&s %e 9#88B

1 kg

 KJ  kg .⁰ C   

2.204 lb

1 ⁰ C 

 

1.8 ⁰ F 

 

1 BTU  1.055  KJ 

  8#:F9 *"U=l>#?!

TEMA: CONDUCCION PROBLEMA 2: La c&nd%c+ividad +érmica de ma+eriales sGlid&s, se mide c&m& se m%es+ra en la ricad&s de %n ma+erial de c&nd%c+ividad K   c&n&cida# El cilindr& c&m5%es+& se aH%s+a den+r& de %na c0a%e+a dise.ada 5ara evi+ar 5érdidas de cal&r desde las s%5erién dis5&ne de %na %en+e ) s%mider& de cal&r, +al c&m& se a5recia en la a, se miden las +em5era+%ras T  , T  ) T  median+e +erm&5ares# *&s%eHar la dis+ri>%ciGn de +em5era+%ra a +ravés del cilindr&, ) ded%cir %na e5resiGn 5ara la c&nd%c+ividad desc&n&cida k , en +érmin&s de las +em5era+%ras medidas, s%s l&caliaci&nes, a, b ) c, ) el val&r de K #  A

B

C

SOLUCIÓN: La dis+ri>%ciGn de +em5era+%ra a +ravés del cilindr& c&m5%es+& se a5recia en la e n&+arse %e es+a dis+ri>%ciGn 5res%5&ne %e se es+a>lecen las si-%ien+es c&ndici&nes' (aC&ndici&nes de es+ad& es+aci&nari&, (>Pérdidas de cal&r des5recia>les de las s%5erre de 9mm de di3me+r& ) 98 cm de lar-&# Se s%mer-e el alam>re en l4%ida a 5resiGn a+m&sérica, ) se incremen+a la c&rrien+e 0as+a %e el a-%a 0ierve# Para es+a si+%aciGn 0  ;888 a-%a ser3 988

℃

w 2

℃

m

 , ) la +em5era+%ra del

 C%3n+a ener-4a eléc+rica se necesi+ar3 enviar al

alam>re 5ara man+ener s% s%5erre DA"OS D9#mm8#889m L98cm8#9m w

0  ;888  "988 T ∝

2

m ℃

℃

99F

℃

A5licand& la ec%aciGn (: en ec%a# (9 −4

 A = π 0.001 m∗0.1 m=3.124∗10 m q = 5000

w 2

m ℃

2

∗3.124∗10−4 m2 ( 100 ℃−114 ℃ )

q = 21.99 w

Se c&ncl%)e %e l& &>+enid& es i-%al a la 5&+encia %e de>e s%minis+rarse#

TEMA: RADIACION PROBLEMA ":

 C&nsidere %na 5ers&na %e es+3 5arada en %n c%ar+& man+enid& a ::QC en +&d& m&men+&# Se &>serva %e las s%5erre &+ra de c&rc0& de : cm de es5es&r %+iliand& %n 5e-amen+& %e s&l& ac+úa c&m& +al %e s% +em5era+%ra se man+iene en K8

℃

d%ran+e

%n 5eri&d& lar-& de +iem5&# Para l&-rar es+a se de>e %sar s&>re %n& de l&s ma+eriales, el aire %e r&dea el sis+ema es+a a :8

℃

)

0cr981=m : ° k  # Calc%lar el cal&r radian+e necesari& ) de %é lad& de>e a5licarse#

ANALISIS DEL PROBLEMA Vem&s %e el aire %e se enc%en+ra a :8

℃

 de>e de ser calen+ad&

0as+a %na +em5era+%ra de K8 ℃  de +al &rma %e es+a +ransre#

L+ ' Fo;$i$  T  q =−k  ( 

DA"OS 0cr 981=m: ° k  5las+ic& 8#9;1=m c&rc0& 8#8B81=m

° K  ° K 

Q T =q ) + q ))  * * * * * * * * .. ( 1 ) q ))   A

 = hcr ( T 1−T ' )

( T 1−Ti ) ( Ti−T 2 ) 1−  = T  T ' =kc =kp =hcr ( T  2 −T ' )  A  L 1  L 2 1  L 1  L 2 +  + q )) 

kc

kp

hcr

L%e-& si' kp

( Ti−T  2 )  L 2

=h cr ( T  2 −T ' )

Reem5laand&' 0.15

w ( 60−T 2 ) w =10 2 ( T  2 −T ' ) m ° k  0.05 m m ° k 

180−3 T 2 =10 T  2−200 −−+ T  2 =29.230 ℃

Asimism& si' kc

 ( T 1−Ti )  L 1

0.09

= hcr ( T 2−T ' )

w ( T  1− 60) =10 w ( 29.230 −20 ) 2 2 m °k  0.02 m m ° k 

T 1−270 =92.30 −−−+ T  1=80.511 ℃

Reem5laand& "9 ) ": en (9 QT   A

=hcr (T  1 −T ' ) + h cr ( T 2−T ' )

¿ hcr [T  1 + T  2 −2 ( T ' ) ] ¿ 10

QT   A

=697.41

w m

2

w 2

m ° k 

[ 80.511 +29.230− 2 (20 )] ° k 

( p!r l! ta,t! $eaplica el la!erech!el c!rch! )

BIBLIOGRAFIA •

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 /# P# 2&lman, _ "ranserencia de cal&r `, Méic& (9BBB, décima reim5resiGn JPr&>lemas 9, 7, F, ;#  "ranserencia de Cal&r, 5r3c+icas ) e3menesJ Uni 9BB7 Z Pr&>lema K# Pr&>lemas s&>re +ranserencia de cal&r ) masa 5&r' /#R *AC@2URS", /#2 2AR@ER ) /#E POR"ERJEdi+&rial El Man%al M&dern&, S# A# Méic& 99, D# !# 9BBJ Pr&>lema :#  H;n;% A. Cng(, _ "ranserencia de cal&r ) masa`, Méic& (:88, Ed# Mc $ra1J2ill In+eramericana (+rad%cid& de la +ercera ediciGn ZPr&>lema F#