Universidad Católica del Norte Facultad Facultad de Ingeniería y Ciencias Geológicas Escuela de Ingeniería Industrial
3° GUÍA DE TRABAJO. 1° Parte PRINCIPIOS CONDUCCIÓN-CONVECCIÓN. CONDUCCIÓN-CONVECCIÓN. C O N D UC C I Ó N E S T AC I O NA RI A U N I D I ME N S I O NAL I.
Desarr!!e !s s"#$"e%tes e&er'"'"s.
1. Una aleta aleta de aluminio de 1,6 mm de espesor está colocada colocada sobre sobre un tubo circular circular de 2,5 cm de diámetro exterior (DE). La aleta tiene 6,4 mm de laro. La pared del tubo se mantiene a 15!"#, la temperatura temperatura del ambiente es 15 $#, % el coe&iciente de trans&erencia de calor por con'eccin es 2 *+m 2 $#. #alclese el calor perdido por la aleta. 2. Una Una aleta trian trianu ular lar de acero acero inoxida inoxidable ble (1- #r, - /i) está está su0eta su0eta a una una pared plana ue se mantiene a 46 $#. El espesor de la aleta es 6,4 mm, % la lonitud es 2,5 cm. El ambiente está a 3 $#, % el coe&iciente de trans&erencia trans&erencia de calor por con'eccin es 2- *+m 2 $#. #alclese el calor perdido por la aleta. . Un tubo tubo de 2,5 2,5 cm de diám diámet etro ro tien tiene e alet aletas as anul anular ares es de per& per&il il rect rectan anu ula larr, lonitu lonitudina dinalmen lmente te espaciad espaciadas as en incremen incrementos tos de 3,5 mm. Las aletas son de aluminio, de - mm de espesor % 12,5 mm de lonitud. La temperatura de la pared del tubo se mantiene a 2 $#, % la temperatura del ambiente es 3 $#. El coe&iciente de trans&erencia de calor es 11 *+m 2 $#. #alclese la prdida de calor del tubo por metro de lonitud. 4. Una aleta aleta anular anular de per&il per&il rectanul rectanular ar rodea rodea un tubo de 2,5 cm de diámetro diámetro.. La lonitud de la aleta es 6,4 mm, % el espesor es de ,2 mm. La aleta está &abricada con acero templado. i se sopla aire sobre la aleta de modo ue se alca alcanc nce e un coe& coe&ic icie ient nte e de tran trans& s&er eren enci cia a de calo calorr de 2- *+m *+m 2 $#, % las temperaturas de la base % el aire son 26 % 3 $#, respecti'amente, calclese la trans&erencia de calor desde la aleta. 5. Una Una alet aleta a rect recta a rect rectan anu ula larr de 2, cm de espes espesor or % 14 cm de loni lonitu tud d está está &abricada en acero % colocada en el exterior de una pared mantenida a 2$#. La temperatura del ambiente es de 15 $#, % el coe&iciente de trans&erencia de calor por con'eccin es 2 *+m 2 $#. #alclese el calor perdido por la aleta por unidad de ancura. 6. Una Una alet aleta a de alumi alumini nio o de 1,6 mm de espe espeso sorr rode rodea a un tubo tubo de 2,5 cm de diámetro. La lonitud de la aleta es 12,5 mm. La temperatura de la pared del tubo es 2"#, % la temperatura del ambiente es 2$#. El coe&iciente de trans&erencia de calor es 6 *+m 2 $#. 7#uál es el calor perdido por la aleta8 9. Una aleta aleta anular anular de per&il per&il rectanula rectanularr está &abricad &abricada a en acero inoxida inoxidable ble (1- #r, - /i). El espesor de la aleta es de 2, mm, el radio interior es 2, cm, % la lonitud es -, cm. La temperatura de la base se mantiene a 15 $# % la aleta está expuesta a un entorno con'ecti'o a 15 $# con : 2 *+m2 $#. #alclese el calor perdido por la aleta. -. Una 'arilla 'arilla de acero acero inoxidabl inoxidable e tiene una secci seccin n trans'ersa trans'ersall cuadrada cuadrada ue mide 1 por 1 cm. La lonitud de la 'arilla es - cm, % ; : 1- *+m $#. La temperatura temperatura de la base de la 'arilla es $#. La 'arilla está expuesta a un entorno con'ecti'o a 5$# 5$# con con : 45 *+m2 $#. #alc #alcl les ese e el calo calorr perd perdid ido o por por la 'ari 'arill lla a % el rendimiento de la aleta.
3. Dos barras de acero inoxidable <; : 19 *+m $#= de 2,54 cm de diámetro se ponen en contacto por sus extremos de modo ue nicamente el ,1 por 1 del área de la seccin recta trans'ersal está en contacto en la unin. Las barras tienen 9,5 cm de lonitud % están su0etas a una di&erencia de temperatura axial de $#. e estima ue la pro&undidad de la ruosidad de cada barra, (L+2), es de 1, >m. El &luido circundante es aire, cu%a conducti'idad trmica se puede tomar como ,5 *+m $# en este problema. Est?mese el 'alor de la resistencia de contacto % del &lu0o de calor axial. 7#uál ser?a el &lu0o de calor para una barra entera de 15 cm de acero inoxidable8 1. Dos placas de aluminio de 5 mm de espesor con una ruosidad de recti&icado de 1 >m se atornillan una con otra con una presin de contacto de 2 atm. La di&erencia lobal de temperatura a tra's de las placas es de -$#. #alclese el salto de temperatura a tra's de la super&icie de contacto. 11. obre un tubo de 1, m de laro, ue tiene 2,5 cm de diámetro, están montadas cien aletas de alumino anulares con per&il rectanular. Las aletas tienen 1 cm de lonitud % 2, mm de espesor. La temperatura de la base es 1-$#, % el ambiente con'ecti'o está a 2 $# con : 5 *+m2 $#. #alclese el calor total perdido por 1 m de tubo con aletas. 12. Un elemento tubular está construido en cobre con un diámetro interior de 1,25 cm, un espesor de pared de ,- mm, % aletas anulares en la peri&eria. Las aletas tienen un espesor de , mm % una lonitud de mm, % están espaciadas 6 mm. i el coe&iciente de trans&erencia de calor por con'eccin del tubo % las aletas acia el aire circundante es 5 *+m 2$#, calclese la resistencia trmica para un con0unto tubo@aletas de cm de lonitud. 7#uál es el rendimiento de la aleta para este dispositi'o8 i la temperatura interior del tubo es 1 $# % la temperatura del aire ambiente es 2$#. 7#uál es el calor perdido por metro de lonitud de tubo8 7Au &raccin se pierde por las aletas8
