1000 problemas resueltos de transferencia de calor
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5. Los frenos de un coche aumentan su temperatura en \(\displaystyle ΔT\) al poner el coche en reposo desde una velocidad \(\displaystyle v\). ¿Cuánto mayor sería \(\displaystyle ΔT\) si el coche tuviera inicialmente el doble de velocidad? Puedes suponer que el coche se detiene lo suficientemente rápido como para que no se transfiera el calor de los frenos.
7. ¿Cómo ayuda el calor latente de fusión del agua a frenar el descenso de la temperatura del aire, impidiendo quizás que las temperaturas caigan significativamente por debajo de \(\displaystyle 0ºC), en las proximidades de grandes masas de agua?
11. En los climas muy húmedos en los que hay numerosas masas de agua, como en Florida, es inusual que las temperaturas suban por encima de unos 35ºC(95ºF). Sin embargo, en los desiertos las temperaturas pueden ser muy superiores. Explica cómo la evaporación del agua ayuda a limitar las altas temperaturas en los climas húmedos.
12. En los inviernos, suele hacer más calor en San Francisco que en la cercana Sacramento, a 150 kilómetros en el interior. En los veranos, casi siempre hace más calor en Sacramento. Explica cómo las masas de agua que rodean San Francisco moderan sus temperaturas extremas.
Problemas resueltos de transferencia de calor y masa
Esta ecuación sólo puede resolverse por ensayo. Puede observarse que la contribución de (T2/100)4 es pequeña y, por tanto, la primera elección de T2 puede ser un poco menor que 4489/13,227 = 340K. Los valores del recordatorio para T2 = 300, 310, 320, 330 se dan a continuación:Valor supuesto de T2 Resto300 439,80310 296,2320 15,1330 5,38330,40,484330,3 0,98Así, la temperatura T2 se acerca a 330K. Mediante un ensayo más se obtiene T2 como 330,4K o 57,4C. Compruebe: Q = 75(330,4 303) + 5,69(3,3044 3,034) = 2047,5 + 206 = 2253,5 W.
PROBLEMA 1.1 La superficie exterior de un muro de hormigón de 0,2 m de espesor se mantiene a una temperatura de 5C, mientras que la superficie interior se mantiene a 20C. La conductividad térmica del hormigón es de 1,2 W/(m K). Determina la pérdida de calor a través de un muro de 10 m de longitud y 3 m de altura. DADO Un muro de hormigón de 10 m de longitud, 3 m de altura y 0,2 m de espesor Conductividad térmica del hormigón (k) = 1,2 W/(m K) Temperatura de la superficie interior (Ti) = 20C Temperatura de la superficie exterior (To) = 5C HALLAR La pérdida de calor a través del muro (qk) SUPUESTOS Flujo de calor unidimensional El sistema ha alcanzado el estado estacionario ESQUEMASOLUCIÓN La tasa de pérdida de calor a través del muro es qk = (AK/L) (T) qk = [(10m) (3m)(1. 2W/(mK))/0,2m] (20C (5C)) qk = 4500 W COMENTARIOS Dado que la temperatura de la superficie interior es mayor que la temperatura exterior, el calor se transfiere desde el interior de la pared al exterior de la misma. PROBLEMA 1.9 El calor se transfiere a razón de 0,1 kW a través de un aislamiento de lana de vidrio (densidad = 100 kg/m3) de 5 cm de espesor y 2 m2 de superficie. Si la superficie caliente está a 70C, determine la temperatura de la superficie más fría. DADO Aislamiento de lana de vidrio con una densidad () = 100 kg/m3 Espesor (L) = 5 cm = 0,05 m Área (A) = 2 m2 Temperatura de la superficie caliente (Th) = 70C
Problemas resueltos de transferencia de calor pdf
Cada capítulo comienza con una breve pero completa presentación del tema correspondiente. A continuación, se presenta una serie de problemas resueltos. Estos últimos están escrupulosamente detallados y completan la presentación sintética que se hace al principio de cada capítulo. Hay unos 50 problemas resueltos, que son en su mayoría originales con un grado gradual de complejidad, incluyendo los relacionados con los recientes descubrimientos en los fenómenos de transferencia de calor por convección. Cada problema está asociado a indicaciones claras para ayudar al lector a manejar de forma independiente la solución. El libro contiene nueve capítulos que incluyen los flujos laminares externos e internos, la transferencia de calor convectiva en flujos laminares de estela, la convección natural en flujos laminares confinados y no confinados, los flujos turbulentos internos, las capas límite turbulentas y los flujos de cizalla libre.
Michel FAVRE-MARINET es profesor emérito del Instituto Tecnológico de Grenoble, donde ha impartido cursos de transferencia de calor por convección durante muchos años. Sus actividades de investigación se centraron en la turbulencia, la microfluídica y la transferencia de calor. Ha publicado unos ochenta artículos en revistas o en conferencias internacionales. Sedat TARDU es profesor asociado en la Universidad J. Fourier-Grenoble, donde enseña dinámica de fluidos, turbulencia, transferencia de calor y sistemas dinámicos. Sus principales áreas de investigación incluyen la turbulencia de pared en flujos canónicos y no canónicos, el control activo y pasivo del arrastre turbulento y la microfluídica. Ha publicado unos doscientos artículos en revistas revisadas por expertos y en conferencias internacionales.
Transferencia de calor: ejercicios
ResumenEl flujo que pasa por los cuerpos teniendo en cuenta la transferencia de calor por radiación cerca de la nariz del cuerpo se considera en relación con el problema de la protección térmica de las naves espaciales que entran en atmósferas planetarias. Se utiliza un enfoque basado en el método de los armónicos esféricos para tener en cuenta la radiación. El calentamiento y la ablación del revestimiento del escudo térmico se determinan resolviendo numéricamente la ecuación de conducción del calor con una frontera móvil. El problema térmico se resuelve junto con el cálculo de la trayectoria del vehículo, lo que permite estimar el efecto de la pérdida de masa del revestimiento en los parámetros de la trayectoria. El planteamiento formulado se realiza en las condiciones de entrada de un segmento esférico y de un cono esférico con radios de sección media iguales en la atmósfera de Venus. La comparación de los resultados permite elegir la forma del vehículo óptima con respecto al régimen térmico.
