Problemas de longitud de entrada (I)

Otra clase de problemas asociados con transferencia de calor turbulenta en tubos es aquella en que se involucra transferencia de calor en la longitud de entrada. Si se aísla un tubo en una longitud suficiente a partir de su entrada, entonces al temperatura del fluido que fluye a través de él, se hará uniforme en alguna sección del tubo. Después que la temperatura del fluido se ha hecho uniforme, haga que la pared del tubo se mantenga a una temperatura de superficie constante, diferente a la del fluido. Esto dará por resultado un flujo a través de un tubo, con un perfil de velocidad completamente desarrollado, donde el perfil de la temperatura no queda aún establecido. Sleicher y Tribus (referencia 7) resolvieron dicho caso, con temperatura de superficie constante. Ambos obtuvieron una solución en forma de serie infinita. Sparow, Hallman y Siegel (referencia 4) obtuvieron una solución analítica al problema de longitud de entrada térmica para un flujo de calor unitario uniforme. Se recomienda al lector leer la referencia 8 para conocer los detalles de estas soluciones.

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Problema Radio Critico de Aislamiento

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Ejemplo 2: CAPACIDAD CALORICA Y CALOR ESPECIFICO

Un trozo de metal de 50 g que se encuentra a 200º C se sumerge en un envase que contiene 0.4 kg de agua inicialmente a 20º C. Si la temperatura final de equilibrio del sistema mezclado es 22.4º C, calcular: a) el calor específico del material, b) el calor ganado por el agua. Despreciar la transferencia de calor al envase y al medio ambiente. Solución: los datos son cA=4186 J/kgºC, mm = 50g, Tim = 200ºC, mA = 400g, TiA = 20ºC, Tfm=22.4ºC =TfA. a) Al introducir el metal caliente en el agua mas fría, el metal se enfría y el agua se calienta, alcanzando ambos 22.4º C, es decir, el metal pierde calor y el agua gana calor.

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Problema Paredes Compuestas

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Sistemas con resistencia interna despreciable (I)

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Conducción de calor a través de una pared plana Problema 1

Se modela un horno casero de modo que resulte en forma de caja rectangular, hueca, con dimensiones interiores de 46 cm x 61 cm x 76 cm y exteriores de 51 cm x 66 cm x 81 cm. Si se ignoran las pérdidas de calor a través de las esquinas y las aristas, la tempertura de la pared interior es de 204°C, la temperatura de la pared exterior es de 38°C, y el material de la pared es asbesto, estime la potencia en watts que se suministra, necesaria para mantener esta condición de estado estacionario. Solución: Datos: Hay tres parejas de paredes de un horno casero a través de las cuales puede ocurrir transferencia de calor por conducción.

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