PANAMÁ, REPÚBLICA DE PANAMÁ Ministerio de Educación Universidad Tecnolóica de Pana!" #acultad de Inenier$a El%ctrica Lic& En In& Electro!ec"nica Trans'erencia de Calor Tarea ( )
Desarrollado *or+ arc$a, -ore ./ 0 1)2 0 )3345 6uirós, Ale7 .8 0 8/3 0 /945 Re:nolds, Ale7ander .PE 0 )4 0 )845
Pro'esor+ Delado, Policar*io
ru*o+ ) 0 IE 0 )24
Martes )2 de a;ril de <=)3
)& >)&)? La su*er'icie e7terior de un !uro de @or!ión =&! F?& Deter!inar la *%rdida de calor a trav%s de una *ared de )= !etros de laro : 4 ! de altura&
<& >)&2? Para !edir la conductividad t%r!ica, dos !uestras de ) c! de es*esor si!ilares se colocan en un a*arato ue se !uestra en el esue!a adGunto& La corriente el%ctrica se su!inistra a la / c! *or / c! viilado calentador, : un vat$!etro !uestra ue la disi*ación de *otencia es )= vatios >?& Los ter!o*ares conectados a la !"s caliente : a las su*er'icies !"s 'r$as !uestran te!*eraturas de 4<< : 4== F, res*ectiva!ente& Calcular la conductividad t%r!ica del !aterial a la te!*eratura !edia en >! F? : en BTU@ 't #&
4& >)&1? se reuiere diseHar un de*ósito *ara !antener ali!entos *erecederos 'r$os antes de su trans*orte a las tiendas de a;arrotes& El de*ósito tiene un "rea su*er'icial e'ectiva de <==== 't e7*uesta a una te!*eratura del aire a!;iente de 9=J #& el aisla!iento de las *aredes del de*ósito >K=&)BTU@ 't J#? es de 4 in de es*esor& Deter!ine la tasa a la ue el calor se de;e re!over >BTU@? del de*ósito *ara !antener los ali!entos a 2=J#&
2& >)&))? Calcular la *%rdida de calor a trav%s de una ventana de vidrio de ) ! 7 4 ! de 1 !! de es*esor, si la te!*eratura de la su*er'icie interior es de <= C : la te!*eratura de la su*er'icie e7terior es de )1 C& *ina so;re el *osi;le e'ecto de la radiación en tu res*uesta& UPCICINE+ OUnidi!ensional OConducción en estado estacionario OConductividad t%r!ica constante DAT+ entana+ ) ! *or 4 ! Es*esor >L? 1 !! =,==1 ! Te!*eratura de la su*er'icie interior >Ti ? <= C e7terior > T= ? )1 C k ∗ A q k = ( T i−T ) L
q k
0
1040 W
=
3& >)&<4? Un reci*iente es'%rico de =,4 ! de di"!etro se encuentra en una ran sala cu:as *aredes est"n a <1 C >ver di;uGo?& i el reci*iente se utiliQa *ara al!acenar o7$eno l$uido a )84 C : la su*er'icie del reci*iente de al!acena!iento , as$ co!o las *aredes de la @a;itación son de color nero , calcular la tasa de trans'erencia de calor *or radiación *ara el o7$eno l$uido en vatios& UPCICINE+ OEl estado esta;le *revalece OLa te!*eratura de la *ared del vaso es la !is!a ue la te!*eratura del o7$eno DAT+ Un reci*iente es'%rico nero de o7$eno l$uido en una ran sala de nero Te!*eratura de o7$eno l$uido >To? )84 C 9= F Es'era di"!etro >D? =,4 ! Te!*eratura de las *aredes de @a;itaciones >T? <1 C 4==F
/& >)&4)? Una sección de una *ared de !aterial co!*uesto con las di!ensiones se !uestra a continuación tiene te!*eraturas uni'or!es de <== C : 3= C so;re las su*er'icies iQuierda : derec@a, res*ectiva!ente& i las conductividades t%r!icas de los !ateriales de la *ared son+ Fa 1= >! F?, KB /= >! F?, Kc 2= >! F? : Fd <= >! F? , deter!inar la tasa de trans'erencia de calor a trav%s de esta sección de la *ared : las te!*eraturas en las inter'aces&
1& >)&41? SCu"nto aisla!iento de 'i;ra de vidrio .K =,=43 >! F?5 ue se necesita *ara arantiQar ue la te!*eratura e7terior de un @orno de cocina no e7ceder" de 24 C La te!*eratura !"7i!a del @orno *ara !antenerse *or el ti*o de convección de control ter!ost"tico es <9= C , la te!*eratura de la cocina *uede variar de )3 C a 44 C : el coe'iciente *ro!edio de trans'erencia de calor entre la su*er'icie del @orno : la cocina es de )< > !< F ?& UPCICINE+
OUnidi!ensional estado esta;le trans'erencia de calor constante OLa te!*eratura adentro de la *ared es la !is!a ue la te!*eratura del @orno OLa resistencia t%r!ica del !etal es des*recia;le DAT+ #i;ra de vidrio conductividad t%r!ica >K? =,=43 >! F? Coe'iciente de trans'erencia *or convección en la *arte e7terior de la *ared >@c? )< >!< F? M"7i!a te!*eratura del @orno >Ti? <9= C Te!*eratura Cocina >T? *uede variar+ )3 C VT V44 C
8& >)&2! F? & Esti!ar la te!*eratura de o*eración cuando las aletas est"n unidos de tal !anera ue+ >a? e7iste una resistencia de contacto entre la su*er'icie del dis*ositivo : la !atriQ de la aleta de a*ro7i!ada!ente 3= F , : >;? no @a: resistencia de contacto *ero la construcción del dis*ositivo es !"s caro& *ina so;re las o*ciones de diseHo&
9& >)&2/? Un *eueHo @orno con una su*er'icie de 4 't est" situado en una @a;itación en la ue las *aredes : el aire est"n a una te!*eratura de 8= #& La su*er'icie e7terior del @orno est" a 4== #, : la siuiente trans'erencia de calor *or radiación entre la su*er'icie del @orno : los alrededores es <&=== Btu@& si el coe'iciente de trans'erencia de calor *or convección *ro!edio entre el @orno : el aire circundante es de <,= Btu@ 't #, calcular >a? La trans'erencia neta de calor entre el @orno : la alrededores en Btu@, >;? la resistencia t%r!ica en la su*er'icie de radiación : convección, res*ectiva!ente, en @#BTU, : >c? el coe'iciente de trans'erencia de calor co!;inada en Btu@ ft² # & UPCICINE+ OLa trans'erencia de calor de la *arte atr"s del tec@o es des*recia;le OTrans'erencia de calor en estado esta;le DAT+ Parte *osterior de la cu;ierta est" ;ien aislado
Te!*eratura a!;iente >T? 8= # La e!itancia del tec@o >W? =,8= Coe'iciente de trans'erencia de calor *or convección >@c? <,= Btu@ 't #
)=& >)&32? Para una *ared del @orno, di;uGar el circuito t%r!ico, deter!inar la tasa de 'luGo de calor *or unidad de "rea, : esti!ar la te!*eratura de la su*er'icie e7terior ;aGo las siuientes condiciones+ el coe'iciente de trans'erencia de calor *or convección en la su*er'icie interior es de )3 > ! F?X tasa de 'luGo de calor *or la radiación de los ases calientes : *art$culas de @oll$n a <=== C a la su*er'icie de la *ared interior es de 23&=== !X la unidad de conductancia t%r!ica de la *ared > te!*eratura de la su*er'icie interior es de a*ro7i!ada!ente 83= C? es de <3= > !F?X @a: convección desde la su*er'icie e7terior&
))& >)&39? El coe'iciente de trans'erencia de calor entre una su*er'icie : un l$uido es /= >!F?& SCu"ntos vatios *or !etro cuadrado ser"n trans'eridos en este siste!a si la di'erencia de te!*eratura es de )= C )<& >)&1)? una *ersona con una c@a!arra ruesa esta *arada en un viento 'rio& Descri;a
los !odos de tras'erencia de calor ue deter!ina la *%rdida de calor del cuer*o de la *ersona&
