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CALOR Y LA PRIMERA LEY DE LA TERMODINAMICA - Problema 7

 Se enfría un bloque de 40 gr de hielo hasta -50º C. Luego se agrega a 500 gr de agua en un calorímetro de 75 gr de cobre a una temperatura de 25º C. Calcular la temperatura final de la mezcla. Si no se funde todo el hielo, calcular cuanto hielo queda.

Problema 1-2

Trabaje de nuevo el problema 1-1 con las mismas temperaturas en las superficies, pero admitiendo que la porción de corcho de la pared quede emparedada por forros de pino de 2 pulgadas de grueso a ambos lados.

Problema 1-1

Las Paredes de un cuarto en que se almacenan manzanas están hechas de corcho. Si las medidas de una de las paredes son 10 pies por 20 pies, Cuál será la pérdida de calor a través de dicha pared en un día muy frío de invierno cuando las temperaturas de la superficie interior y exterior son 34°F y -10°F, respectivamente? La pared tiene 8 pulgadas de exterior. Sol: 330 Btu/h

DAtos de emisividad total II. No metales (II)

Datos de emisividad total II No metales (I)

Datos de emisividad total I. Metales (III)

Datos de emisividad total I. Metales (II)

Datos de emisividad total I. Metales (I)

Valores de propiedades de gases a presión atmosférica (Sistema de Unidades SI) (III)

Valores de propiedades de gases a presión atmosférica (Sistema de Unidades SI) (II)

Valores de propiedades de gases a presión atmosférica (Sistema de Unidades SI)

Valores de propiedades para metales líquidos (Sistema de unidades SI)

Valores de propiedades para fluidos en estado saturado (III)

Valores de propiedades para fluidos en estado saturado (II)

Valores de propiedades para fluidos en estado saturado (Sistema de unidades SI)

Valores de propiedades para no metales (Sistema de unidades SI)

Valores de propiedades para metales (Sistema de Unidades SI) (II)

Valores de propiedades para metales (Sistema de Unidades SI)

Valores de propiedades de gases a presión atmosférica (II)

Valores de propiedades de gases a presión atmosférica (Sistema inglés de unidades)

Valores de propiedades para metales líquidos (Sistemas Inglés de unidades)

Valores de propiedades para fluidos en estado saturado (Sistema inglés de unidades) (IV)

Valores de propiedades para fluidos en estado saturado (Sistema inglés de unidades) (II)

Valores de propiedades para fluidos en estado saturado (Sistema inglés de unidades) (I)

Valores de propiedades para no metales (Sistema inglés de unidades)

VAlores de propiedades para metales (Sistema inglés de Unidades) (III)

VAlores de propiedades para metales (Sistema inglés de Unidades) (II)

VAlores de propiedades para metales (Sistema inglés de unidades) (I)

Factores de conversión

Unidades y Dimensiones

Problema Coeficiente de transferencia total de calor variable (II)

Problema Coeficiente de transferencia total de calor variable (I)

Un condensador de vapor está hecho de tubos de latón de 5/8 de pulgada de diámetro, de calibre 18. Hay dos pasos de tubo de 125 tubos por paso, cada paso de 6 pies de longitud. El agua refrigerante entra a 75°F y tiene una velocidad promedio de 4.5 pies/seg. Determine el número de libras de vapor saturado a 2 psia que será condensado. Se sabe que el coeficiente de película exterior es de 2 000 Btu/h-pie°F. Solución

Coeficiente de transferencia total de calor variable

Hasta aquí hemos discutido acerca de los cambistas de calor con flujo paralelo y encontrado con un valor de U constante. En realidad, el valor de U depende fuertemente de la temperatura y las propiedades físicas (conductividad térmica, viscosidad, etc., ) de los fluidos que se usan. REsultados anaíticos para el caso en que U varia linealmente con la diferencia de temperatura (Th - Tc) de acuerdo con la relación.

Efectividad para cambistas de calor de flujo cruzado (III)

En los problemas muestra anteriores, suponemos que se conoce el valor de U. En realidad, se deben calcular los coeficientes convectivos de transferencia de calor en el interior y el exterior de los tubosy luego calcular el valor de U con ayuda de la ecuación (11-15a) o (b). El cálculo del valor de U requiere que se suponga una temperatura de película promedio  o una temperatura de superficie promedio, que se puede verificar sólo después que se han calculado todas las temperaturas de entrada y salida del cambista.

Problema 3 Efectividad para cambistas de calor de flujo cruzado

Cierto cambista de calor tiene un paso de cáscara y cuatro pasos de tubo con un área de superficie total de 100pies². Aceite con un calor específico de 0.6 Btu/lbm°F entra a una temperatura de 350°F a una razón de 16 galones por minuto. Se dispone de agua refrigerante a una razón de 6 000 lbm/h, con una temperatura de 60°F. Determine las temperaturas de salida del aceite y del agua si el valor de U es de 180Btu/h-pie²°F. Solución

Problema 2 Efectividad para cambistas de calor de flujo cruzado

Airea a 25% °C fluye sobre un cambista de calor de flujo cruzado y enfría agua de 99% °C a 60°C. El agua fluye a una razón de 4kg/min a través de un número de pasajes separados dentro del cambista de calor. La razón de flujo de masa del aire es de 14 kg/min. Si el coeficiente de transferencia total del aire es de 80 W/m².K, determine el área de transferencia de calor requerida y la efectividad del cambista de calor. Solución

Problema Efectividad para cambistas de calor de flujo cruzado

Calcule la efectividad del cambista de calor del problema muestra 11-2 cuando se usa en la forma de (1) flujo paralelo, (2) de flujo encontrado. Solución

Diagrama Efectividad para un cambista de calor con dos pasos de cáscara y cuatro

Figura Efectividad para un cambista de calor con un paso de cáscara y dos pasos de tubo

Figura: Efectividad de un cambista de calor de flujo cruzado con un flujo mezclado.

Tabla efectividad para un cambista de calor de flujo cruzado con ambos fluidos no mezclados.

Tabla efectividad para un cambista de flujo encontrado

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