RESOLUCIÓN DE EJERCICIO 8 (Autoguardado)

 

UNIVERSIDAD NACIONAL SAN ANTONIO ABAD DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERÍA GEOL GEOLÓGICA ÓGICA MINAS Y ME METALÚRGICA TALÚRGICA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA I NGENIERÍA METALÚRGICA  

RESOLUCIÓN DE EJERCICIO 8.62 1.  1.  Aire caliente a 60°C que sale del hogar de una casa entra en una sección de 12 m de largo de un ducto de lámina metálica que tiene una sección transversal rectangular 20cm x 20cm ,a una velocidad promedio de 4 m/s. la resistencia térmica del ducto es despreciable y la superficie exterior del mismo m ismo cuya emisividad es 0.3 .está expuesta a aire frio a 10°C en el sótano .con un coeficiente de transferencia de calor por convección de 10 w/  considerando que las paredes del sótano están también a 10°C .

 °.

Determinar a)  a)  La temperatura a la cual aire caliente saldrá del sótano b)  b)  La razón de la perdida de calor desde el aire caliente en el ducto en el sótano

DATOS :

Tabla (A-15)

 = 1.092  /   = 1.7 1.798 98∗∗ 10− /   = 0.02735  °   = 1007   °    = 0.7228 

EST: TUNQUIPA CHUCHULLO EFRAIN

 

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NUMERO DE REYNOLDS

  = 4 = 4 ∗ (0.2)(12) =  = 9.6  9.6 2          =    =    = 0.2      =      =  /∗(.) 1.798∗105 2/   = 44.494

EL NÚMERO DE NUSSELT

 =      109.2   = 0.023 . ∗  . = 0.0238(44.494). ∗ (0.2728 2728)). =  = 109.2  0.02735°    ℎ =   = .   ∗109.2 =  14.93  °  EL CAUDAL DE MASA DEL AIRE ES:

 =  = 1.092  /3 ∗ (0.2 ∗ 0.2)(4/) = 0.1747 =  0.1747 /   =   =    −  =  14.93  ° ∗ 9.62 ∗   −    = ℎ = ℎ ( )  () 

 = ℎ(  )  ɛ(  )



 

  )(. ∗    ° .    °  .  . (. ( .    ( )( )  =   /  )[(  )  (  ) ])  = (  )  

 

EST: TUNQUIPA CHUCHULLO EFRAIN

 

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   =  .   ∗ 1007 °(  )    = 2622   = 45.1 °   = 33.3 °  

 

2.  2.  Agua líquida fluye a una razón de flujo de masa de 0.7 kg/s a través de una sección anular de tubo doble con temperaturas medias a la entrada y a la salida de 20°C y 80°C respectivamente, la sección anular tiene un diámetro interno y externo de 10mm y 100mm. respectivamente la pared interna del tubo se mantiene a una temperatura superficial constante de 120°C, mientras que la superficie exterior del tubo está aislada. Determine la longitud de tubo

DATOS:

 =  −    = 50°  = 4181     = 0.644      µ = 0.0.54 5477 ∗ .    = 3.55 3.55 ( (     15 15))   

 

 

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NUMERO DE REYNOLDS

 =

  (−)



 

  (−) ∗( +  ) 

 =

    = (+)

 

  (. /)  = (.+.)0.547∗103 = 13035  . EL NÚMERO DE NUSSELT

 =      74.8   = 0.023 . ∗  . = 0.0238(13035). ∗ (3 (3.5.55) 5). =  = 74.8

 0.644    ℎ =   = .  ∗74.8

/ 2  =  642. .3 /

LA LONGITUD DEL TUBO DE ANILLO CONCÉNTRICO ES

 ∗ ln(−)   =  ℎ −   .)  0.7 /(4181 −   = (0.025)(642..32) ∗ ln(−)  

 = 53.2 

 

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3.  3.  Considere un ducto rectangular liso de 10 m de largo con a=50mm y b = 25mm, que se mantiene a una temperatura superficial constante. Agua líquida lí quida ingresa al tubo de 20°C a una razón de flujo de masa de 0.01kg/s Determine la temperatura superficial del tubo necesaria para calentar c alentar el agua a una temperatura de salida deseada de 80°C.

DATOS:

 −  =    = 50°    = 4181       = 0.644       µ = 0.0.54 5477 ∗  

.  = 3.55 3.55 ( (     15 15))  EL DIÁMETRO HIDRÁULICO ES:

       =    = (+) =  = 0.0333  0.0333   NUMERO DE REYNOLDS

  

 =   

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  (/)

  4   4   µ 2()µ 4(0.01/)

 =    =   =    = (.)(.∗/.  = 488 

 

 = 3.39  ℎ =     

 .       ℎ =   = . ∗ 3.39 = 65.5 /2 

LA TEMPERATURA DE LA SUPERFICIE DEL TUBO SE PUEDE DETERMINAR

    =   (  )exp exp( ( )     =   (  )exp exp( ( )   ]  [−/] [ −/  =  −−− 

 65.5 /2 ∗2(10)(0.0250.050)     = 4181    ∗(0.01/)   = 

[−.]  −   = −[−.]  

 = 86.3°

 

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2.35

 

 

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