Enunciados de Problemas-Transferencia de Calor y Masa-Haré Las 3 Primeras

RESOLUCIÓN DE EJERCICIOS – EJERCICIOS  – (8.2;  (8.2; 8.12; 8.13; 8.14; 9.3; 9.5; 9.7; 9.9; 9.11)

11.0. La 300° , y la

1. El valor promedio del número del Nusselt para flujo sobre una superficie es

dimensión característica es de 4 . La temperatura de la superficie es de temperatura de corriente libre es de 60° . Determinar la razón de transferencia de calor de la placa al fluido. Si el fluido es: a) Aire. b) Agua. c)

Aceite para motor.

2. Vapor a una temperatura de 240° se condensa en la superficie exterior de una tubería horizontal a la razón de 70 ⁄ℎ. El calor latente liberado por el proceso de condensación es de 950⁄ . Agua de enfriamiento fluye a través de la tubería con

3⁄. La temperatura de entrada del agua del enfriamiento es de 60° . El diámetro interno de la tubería es de 1 y su longitud es de 2.

una velocidad de

a) ¿Cuál es la temperatura de salida del agua de enfriamiento? b) Suponga que la resistencia térmica tanto de la pared de la tubería como del proceso de condensación son insignificantes y que solo importa la resistencia térmica debido convección del agua de enfriamiento. Use esta suposición junto con el fluido de calor unitario y datos de temperatura de la primera parte del problema para calcular el coeficiente convectivo de transferencia de calor.

532° fluye a través de una tubería cuyo diámetro interno es de 6 a una razón de fluido de masa de 200 ⁄ℎ. El coeficiente convectivo

3. Vapor saturado a la temperatura de

de transferencia de calor entre la superficie exterior de la tubería y el aire ambiente es de 1.5 1.5  ⁄ℎ −  ° y la temperatura del aire es de 90°. Si el calor de vaporización latente del vapor es de 669. 669.66   ⁄ , determine la cantidad de vapor condensado por

100  de longitud. Pase por alto la caída de temperatura a través de la pared de la tubería. 4. A través de un tubo cuyo diámetro interno es de 0.5 fluye aire a una velocidad turado a una temperatura de

122°   a

una razón de flujo de

200 ⁄ℎ.

Si la caída de

temperatura a través de la pared de la tubería se pasa por alto y si el coeficiente de de transferencia de calor entre el aire ambiente y la superficie exterior de la tubería es de

1.5 .5⁄ℎ −  °. Determine la cantidad de amoniaco condensado por hora.   = 90°  y ℎ  = 440⁄ .

5. El perfil de velocidad en convención natural de una placa vertical es cero en la superficie de la placa y en el borde exterior de la capa frontera y manifiesta un máximo en alguna parte dentro de la capa frontera. Deduzca una expresión para la velocidad máxima y para la distancia desde la superficie de la placa donde ocurre la velocidad máxima. 6. Un tanque vertical de acero, de

8 de alto y 4 de diámetro se usa como un receptor

para la salida de un compresor de aire. El aire en el tanque está a una temperatura de

201° y 55.

a) Si las paredes interiores del tanque se encuentran a una temperatura de

100°,

¿Cuál es la razón de transferencia de c alor por convección del aire a las paredes verticales en el interior del tanque? b) Si el espesor de la pared de 12 , ¿Cuál es la caída de temperatura a través de la pared? 

= 31 ⁄ℎ −  °.

12  20, se mantiene a 300° expuesta al ambiente es de 65°. Determine la razón de calor que

7. Una placa vertical de acero delgada de

aire. La temperatura del aire penetra a la placa, la cual pierde calor por convección natural al aire de los alrededores. 8. El aire caliente de un sistema de calentamiento se suministra a través de un ducto de hoja metálica. Las dimensiones de cierta porción vertical del ducto son de

24  18  20 . El ducto lleva aire caliente a 140° y el aire en los alrededores del ducto tiene una temperatura de 60°. Determine la perdida de calor de la superficie del ducto a los alrededores. Si la velocidad del aire en el ducto es de 5⁄, determine la caída de temperatura del aire a lo largo de 20 de longitud de ducto.

9. Un cuarterón térmico de ventana consiste de dos placas de vidrio separadas por aire. Si el espacio del aire es de 0.25  y si las dimensiones del cuarteron son

44 (ℎ) por

48 (),

determine si existe interferencia de capa frontera. Si no existe interferencia alguna, determine el coeficiente convectivo de transferencia de calor natural para las superficies de vidrio en uno u otro lado del aire atrapado. Suponga que las temperatura en el interior y el exterior del cuarterón térmico de ventana son

−10°

y 65° . ¿Cuál es el coeficiente de transferencia de calor total para esta ventana? Pase por alto la radiación.