MATERIA: FENÓMENOS DE TRANSPORTE 2. INTEGRANTES DE EQUIPO:
GÓMEZ RODRÍGUEZ PABLO XAVIER. MALDONADO RAMÍREZ DANIEL. MONTES BRITO MA. DE LOS ÁNGELES. MONTESINOS PLIEGO KENDY YERALDINE.
PROFESOR: ROBERTO FLORES VELÁZQUEZ. FECHA DE ENTREGA: 15/02/18.
PROBLEMAS MECANISMOS DE TRANSFERENCIA DE CALOR 1.145 A través de una pared compuesta de 9 m x 3 m de dimensiones y de 0.3 m de espesor ocurre conducción de calor estable a razón de 1.2 kW. Si las temperaturas de las superficies interna y externa de la pared son de 15°C y 7°C, la conductividad térmica efectiva de la pared es de a) 0.61 W/m·°C
b) 0.83 W/m·°C
c) 1.7 W/m·°C W/m·°C
d) 2.2 W/m·°C
e) 5.1
Datos: k=? A=(9 m)(3 m)=27m2 L=0.3m Qconducción=1.2 kW=1200 W T1=15 °C
1.146 Se pierde calor a razón de 500 W a través de una pared de ladrillos (k=0.72 W/m·°C) que tiene 4 m de largo, 3 m de ancho y 25 cm de espesor. Si la superficie interior de la pared está a 22°C, la temperatura en el plano medio de ella es a) 0°C Datos: k=0.72 W/m·°C A=(4 m)(3 m)=12 m2 L=25 cm=0.25 m Qconducción=500 W T1=22°C
147.- Un tablero de circuitos de 10 cm de alto y 20 cm de ancho, aloja sobre su superficie 100 chips espaciados en forma cerrada, generando cada uno de ellos calor a razón de 1.2W y transfiriéndose por convección y radiación hacia el medio que los rodea, que se encuentra a 40°C. La transferencia de calor desde la superficie posterior del tablero es despreciable. Si el coeficiente combinado de transferencia de calor por convección y radiación del tablero es 22W/ °C, la temperatura superficial del chip es:
148-. Se usa un alambre de resistencia eléctrica de 40 cm de largo y 0.4cm de diámetro, sumergida en agua, para determinar el coeficiente de transferencia de calor por convección en agua durante la ebullición, a una presión de 1 atm. Se sabe que la temperatura superficial del alambre es de 114°C, cuando un wattimetro que el consumo de potencia eléctrica es de 7.6kW. El coeficiente de transferencia de calor es: a) 108 kW/ e) 256 kW/
1.149 Más de 90% de la energía disipada por un foco incandescente es en forma de calor, no de luz. ¿Cuál es la temperatura de un filamento de tungsteno encerrado al vacío, con un área superficial expuesta de 2.03 cm 2, en un foco incandescente de 100w? La emisividad del tungsteno a las temperaturas anticipadas es alrededor de 0.35. Nótese que el foco consume 100 w de energía eléctrica y toda la disipa por radiación. Datos: T=? Energía=100w
1.150 Es frecuente que procesos comerciales de recubrimiento de superficies utilicen lámparas infrarrojas para acelerar el secado del recubrimiento. Se recubre una superficie de 4 m x 4 m con una capa de teflón (k=0.45 W/m · K) de 1 mm de espesor usando dicho proceso. Una vez que el recubrimiento alcanza las condiciones estacionarias, las temperaturas de sus dos superficies son de 50°C y 45°C. ¿Cuál es la tasa mínima a la que debe suministrarse energía para las lámparas infrarrojas en las condiciones estacionarias? a) 36 kW Datos: A=(4 m)(4 m)=16 m2 kteflón=0.45 W/m∙K L=1 mm=0.001 m ∆T=(50-40)
°C
̇ = ∆
b) 40 kW
c) 44 kW
d) 48 kW
e)52 kW
̇ = (0.45 ∙ ) 16 5040° 0.001 ̇ = 36,000 ̇ = 36 La respuesta correcta es el inciso a).
1.151 Un alambre eléctrico mide 25 cm de largo y 0.4 cm de diámetro, y se utiliza para determinar en forma experimental el coeficiente de transferencia de calor por convección en el aire a 25°C. La temperatura superficial del alambre se mide y es de 230°C cuando el consumo de energía eléctrica es de 180 W. Si la pérdida de calor por radiación desde el alambre se calcula y resulta ser de 60 W, el coeficiente de transferencia de calor por convección es de a) 186 W/m°C
b) 280 W/m°C
Datos: L=25 cm=0.25 m D=0.4 cm=0.004 m A=2π∙r∙L= 3.1415x10 -3 m2 T∞ =25 °C
