Problema Flujo a través de bancos de tubos

Fluye aire a razón de 900 pies³/min sobre un intercambiador de calor de flujo cruzado, que consta de siete tubos en la dirección del flujo y ocho tubos en la dirección transversal al flujo. La longitud de cada tubo es de cuatro pies. El diámetro exterior de los tubos es de 3/4 de pulg, la separación longitudinal, Sl, de 1.5 pulg y la separación transersal, St, de 1.125 pulg. La temperatura del aire que entra al intercambiador de calor es de 400°F y la temperatura de la superficie de los tubos se puede considerar como 200°F. El aire tiene las propiedades siguientes a 300°F: μ = 0.0574 lbm/h-pie, k = 0.0203 Btu/h-pie°F ρ = 0.052 lbm/pie³, cp = 0.243 Btu/lbm°F, y Pr = 0.686. Suponiendo que el arreglo de los tubos es en línea, estime el coeficiente covectivo de transferencia de calor entre el aire y los tubos.

Solución

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Conducción radial de calor a través de una esfera hueca

Además del problema de la pared plana, hay otros dos problemas básicos unidimensionales de estado estacionario que consideramos: Dichos problemas son el caso de un cilindro hueco tan largo que las pérdidas en los extremos son desperciables, o bien que sus extremos se encuentran aisladas para evitar pérdida y, además, el caso de una esfera hueca. En ambos problemas, se mantiene constante la temperatura de las superficies interior y exterior. En primer lugar, considere la esfera hueca, como se aprecia en esta figura. Atacamos este problema haciendo un balance de energía en un elemento diferencial de volumen, con el fin de determinar la ecuación diferencial apropiada. Observando que la conducción térmica es constante, que existen condiciones de estado estacionario y que no hay fuentes de calor, escribimos el balance de energía:

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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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