UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA

FACULTAD DE INGENEIRIA DE PETROLEO

TRANSFERENCIA DE CALOR-PQ-144

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TERCERA PRÁCTICA CALIFICADA

1. Se hace un orificio de diámetro D= 0,20 m a través de un bloque sólido de sección transversal

cuadrada con w=1 m por lado. El orificio se hace a lo largo de la longitud, l= 2 m, del bloque que tiene

una conductividad de k= 150 W/m K .Un fluido caliente que pasa por el orificio mantiene la superficie

interna a T1=80°C, mientras que la superficie externa del bloque se conserva a T2= 20°C

a) Con el método de la gráfica de flujo, determine el factor de forma para el sistema

b) ¿Cuál es la transferencia de calor a través del bloque?

2. Un horno industrial grande se apoya sobre una columna larga de ladrillos de arcilla refractarios, que

tiene 1x1 m de un lado. Durante la operación en estado estable, la instalación es tal que tres superficies

de la columna se mantienen a 400 K mientras que la superficie restante se expone a un flujo de aire para

el que T∞ = 200 K y h= 10 W/m2 K .Con un enmallado de ∆x=∆y= 0,25 m, determine la distribución de la

temperaturas bidimensional en la columna y la transferencia de calor al flujo de aire por unidad de

longitud de la columna.

3. Una pared plana unidimensional con espesor de 0,1 m inicialmente a una temperatura uniforme de

250 ⁰C se sumerge de pronto en un baño de aceite a 30⁰C.Suponiendo que el coeficiente de transferencia

de calor por convección para la pared en el baño es de 500 W/m2.K, calcule la temperatura de la

superficie de la pared 9 min después de la inmersión. Las propiedades de la pared son: k=50 W/m.K ρ=

7835Kg/m3

y C= 465 J/kg K

4.Una placa gruesa de cobre que inicialmente está a una temperatura uniforme de 20ºC se expone de

súbito a radiación en una superficie de modo que el flujo que el flujo neto de calor se mantiene a un valor

constante de 3x105 W/m2 .Con las técnicas en diferencias finitas explicita e implícita y un incremento

espacial de Δx = 75 mm, determine la temperatura en la superficie irradiada y en un punto interior que

esté a 150 mm de la superficie después de transcurridos 2 minutos .Compare los resultados con los que

se obtienen de una solución analítica apropiada.

Datos: cobre (300 K) : k=401 W/m.K) , α= 117x10-6 m2/s

26/05/2003

El profesor