Transferencia de Calor

1. Una olla de aluminio tiene un fondo plano, con un diámetro de 15 cm, con un espesor de 0.4 cm. Se transfiere calor en estado estacionario a través del fondo hasta hervir el agua en la olla. Con una razn de !00 "atts. Si la superficie interior del fondo de la olla se encuentra a 105 C. #etermine la temperatura del e$terior de la olla. °

Datos: #iámetro%d& ' 15 cm' .15 m (spesor%t& ' 0.4 cm'.004 m )' !00 "atts *interior ' 105 C °

+ luminio  luminio- / m2C

Formula

Despeje

Cálculo de Área 2

d¿ T ext −T ∫ ¿

¿

 KA ¿ Q= ¿

¿

 tQ T 1 =  + T 2  KA

Sustitución T 1 =

.15 m

2

¿

¿ π ¿ π ¿  A =¿

Resultado

( .004 m )( 800 w ) + (105 ° C ) =105.78 ° C  (232 W  / / m ° C )( )( .01767 m2)

2. Considere una lámpara incandescente de 150 . (l filamento de la lámpara tiene 5 cm de largo 3 el diámetro es de 0.5 mm. (l diámetro del ulo de vidrio de la lámpara es de ! cm. #etermine el fluo de calor en m , sore la superficie del filamento.

Profesora: M.C. Miriam Siqueiros Hernández Datos:

Alumno: )'150  Mendoza Martínez Jocelyn Sarahí  6' 5 cm ' .05 m Matricula:

θ1

 'Carrera: ! cm ' .0! m

θ2

' 0.5 mm ' .0005 m

01227061

n!enier"a Aer Aeroes#acial oes#acial

Formula q=

q=

Despeje

Q  A

Sustitución q=

150 W 

π ( .0005 m )( .05 m )

Resultado

Q π ( θ 2)( L )

=1.9098 x 106

N  m

2

 A = π ( θ 2)( L )

3. Una arra de oro está en contacto térmico con una arra de plata, amas de la misma área transversal 3 mismo espesor. Un e$tremo de la arra de oro se mantiene a * 1'!02C colocándolo en contacto con vapor de agua 3 de la arra de plata se mantiene a 02C colocándolo en contacto con hielo. Calcule la temperatura de la unin de las dos arras. Como datos, cuenta con una área de  cm  3 6'10 cm.

Datos:

*e$t'!02C

Formula QOro=Q Plata

Despeje

∫¿

T Oext − T ¿ = Kp ( T  Pext −T  Pint )  Ko ¿

∫¿

T Oext −T ¿

*e$t'02C

¿ ∫¿ T extP −T ¿ ¿ ∫¿ ∫ ¿+ KpT ¿  KpA ¿  KoA ¿ ¿  Kp  Ko +¿ T 

 '  cm

¿ ∫¿  KoT Oext − KpT  Pext =¿

 Ko T Oext − KpT  Pext 

∫ ¿=

6'10 cm

( Ko + Kp ) T ¿

+787' /0!. m2C +96*' 41! m2C

Sustitución  Ko T Oext − KpT  Pext 

∫ ¿=

( Ko + Kp )

Resultado

(=

308.2

)

W  W  ℃ ( 80 ℃ ) −( 418 ℃ )( 0 ℃ ) m m =33.95 ℃  W  W  (308.2 ℃ + 418 ℃ ) m m T ¿

4. Se usa un alamre de resistencia eléctrica de 50 cm de largo 3  mm de diámetro, sumergido en agua, para determinar en forma e$perimental el coeficiente de transferencia de calor en la eullicin en agua a 1 atm. Se mide la temperatura del alamre 3 es de 1/02C, cuando un "att:metro indica ;ue la potencia eléctrica consumida es de 4.1

Datos

Formula

T ∞=25 ℃ =298 ° K Q (ond* =Q(on)e + Qrad

∫¿

T ext −T ¿

¿ 4 T S ¿ −( T ∞ ¿ ) ¿  KA ¿ T s=100 ℃= 373 ° K  ¿ 4

 K =1.2 h =20

W  ℃ m

 W  m

t =.15 m

2

℃

Despeje

( T S ¿ 4−( T ∞ ¿ 4 ) ) ¿ (h )( T s−T ∞ ) + ϵ ( " )¿ ∫ ¿=T ext −¿

 =0.8

T ¿

Sustitución

Resultado 4

298 ° K  ¿

(¿) ¿ 4 373 ° K ¿ −¿ ¿  W  (20 2 ° K )( 373 ° K −298 ° K ) +( 0.8 )( 5.67 x 10−8 )¿ m

625.53 ° K 

∫ ¿=373 ° K −¿ T ¿

11. (l comportamiento de un congelador consiste en una cavidad cuica ;ue tiene  m de altura. Su ponga ;ue el suelo está perfectamente aislado 3 es despreciale. FCuál es el espesor m:nimo de aislante de espuma de poliuretano %