FUNDACION UNIVERSITARIA LOS LIBERTADORES
FACULTAD DE INGENIERIAS
TALLER 6 – MECANISMOS TRANSFERENCIA DE CALOR SIMULTÁNEOS
PROFESOR: ING. SILVIO A. JIMÉNEZ
Nombres_________________________________________ Código_____________________
Grupo__________ Fecha_______________________________ Nota__________________
En una etapa de un proceso de recocido, 304 hojas de acero inoxidable se llevan de 300 K a 1250 K conforme pasan a través de un horno calentado eléctricamente a una velocidad de Vs = 10 mm/s. El espesor y ancho de la hoja son ts = 8 mm y Ws = 2 m, respectivamente, mientras que la altura, ancho y largo del horno son H0 = 2 m, W0 = 2.4 m, y L0 = 25 m, respectivamente. La parte superior y cuatro lados del horno se exponen al aire ambiental y a alrededores, cada uno a 300 K, y la temperatura de la superficie, coeficiente de convección y emisividad respectivos son Ts = 350 K, h = 10 W/m2·K, y εs= 0.8. La superficie inferior del horno también está a 350 K y reposa en una placa de concreto de 0.5 m de espesor cuya base está a 300 K.
Estime: a) la potencia eléctrica que se requiere suministrar al horno y b) su costo anual de operación.
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TALLER 7 – MECANISMOS TRANSFERENCIA DE CALOR SIMULTÁNEOS
PROFESOR: ING. SILVIO A. JIMÉNEZ
Nombres_________________________________________ Código_____________________
Grupo__________ Fecha_______________________________ Nota__________________
Identifique los procesos de transferencia de calor que determinan la temperatura de un pavimento de asfalto en un día de verano.
Escriba un balance de energía para la superficie del pavimento.
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TALLER 8 – MECANISMOS TRANSFERENCIA DE CALOR SIMULTÁNEOS
PROFESOR: ING. SILVIO A. JIMÉNEZ
Nombres_________________________________________ Código_____________________
Grupo__________ Fecha_______________________________ Nota__________________
Un bombillo incandescente es un aparato barato pero muy ineficiente, que transforma la energía eléctrica en luz. Específicamente 10% de la energía eléctrica se convierte en luz y el resto en calor. El bulbo de vidrio se calienta con mucha rapidez, como resultado de absorber todo ese calor y posteriormente disiparlo.
Partiendo de un balance de energía, determine EXPERIMENTALMENTE el coeficiente combinado de transferencia de calor para la superficie del bombillo.
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TALLER 9 – MECANISMOS TRANSFERENCIA DE CALOR SIMULTÁNEOS
PROFESOR: ING. SILVIO A. JIMÉNEZ
Nombres_________________________________________ Código_____________________
Grupo__________ Fecha_______________________________ Nota__________________
En un colector solar plano típico, la radiación solar incide, por unidad de área superficial del colector, con una irradiación GS. La cubierta de vidrio es semitransparente a esta radiación y la placa de absorción la recibe sobre su cara superior. La fracción de la irradiación absorbida por la placa de absorción está representada por su absortividad y la fracción de irradiación no absorbida por esta placa se supone que se refleja a través de la cubierta de vidrio de regreso a la atmósfera y el espacio.
Se obtiene energía útil del colector mediante un fluido de trabajo que se hace circular a través de tubos que están en buen contacto con la cara inferior de la placa de absorción. La tubería forma un arreglo en "parrilla" para el que el fluido, con flujo másico y calor específico constante, se calienta de una temperatura de entrada Ti a una temperatura de salida Ts.
Partiendo de un balance de energía sobre todo el colector, obtenga expresiones analíticas, en términos de variables conocidas, para rapidez de colección de calor útil, la temperatura de salida del fluido de trabajo y la eficiencia del colector.
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TALLER 11 – MECANISMOS TRANSFERENCIA DE CALOR SIMULTÁNEOS
PROFESOR: ING. SILVIO A. JIMÉNEZ
Nombres_________________________________________ Código_____________________
Grupo__________ Fecha_______________________________ Nota__________________
An ice skating rink is located in a building where the air is at Tair and the walls are at Tw. The convection heat transfer coefficient between the ice and the surrounding air is h. The emissivity of ice is εice. The latent heat of fusion of ice is hif and its density is ρice. a)
From energy balance, determine the refrigeration tonnage of the system necessary to maintain the ice at 0°C for an ice rink of wide W and length L.
(b) Also determine the time would take to melt d-thick-layer of ice from the surface of the rink, if no cooling is supplied and the surface is considered insulated on the back side.
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TALLER 12 – MECANISMOS TRANSFERENCIA DE CALOR SIMULTÁNEOS
PROFESOR: ING. SILVIO A. JIMÉNEZ
Nombres_________________________________________ Código_____________________
Grupo__________ Fecha_______________________________ Nota__________________
A rectangular forced air heating duct is suspended from the ceiling of a basement whose air and walls are at a temperature of T = Twall. The duct is L long, and its cross-section is W wide and H high.
a) For an uninsulated duct whose average surface temperature is Ts, from energy balance, estimate the rate of heat loss from the duct. The surface emissivity and convection coefficient are approximately εs y h, respectively.
(b) If heated air enters the duct at Tia and a velocity V and the heat loss corresponds to the result of part (a), determine the outlet temperature from relation integral of energy conservation principle.
