7/24/2019 GUIA DE TRANS. DE CALOR POR CONDUCCIN..doc

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GUIA DE TRANSFERENCIA DE CALOR II. TRAYECTO III / TRIM VIII.

UNIDAD I: CONDUCCIN UNIDIMENSIONAL EN ESTADO ESTABLE CONY SIN GENERACIN DE ENERGA.

Conductiid!d: mecanismo de transferencia de calor en escala atmica a travs de lamateria por actividad molecular, por el choque de una molcula a otra donde las

partculas ms energticas entregan energa a la menos energtica.

E"t!do #"t!$%#:implica que no hay cambio con el tiempo en cualquier punto dentro delmedio.

La transferencia de calor #" unidin"ion!%si la temperatura en el medio vara en unasola direccin y, por tanto, el calor se transfiere en esa misma direccin; al mismo

tiempo, la variacin de temperatura y como consecuencia, la transferencia de calor en

otras direcciones es despreciable o cero.

F%u'o d# c!%o( #n #"t!do #"t!$%# ! t(!)" d# *!(#d#" *%!n!".

V#%ocid!d d# %! conducci+n d# c!%o( ! t(!)" d# un! *!(#d *%!n!

R#"i"t#nci! ! %! conducci+n *!(#d *%!n!

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l flu!o de calor a travs de una pared es

unidimensional cuando la temperatura de sta vara

slo en una direccin.

"o habr transferencia de calor en una direccin en la

cual no hay cambio en la temperatura.

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#esistencia a la conveccin:

#esistencia a la radiacin:

#ed de resistencias trmicas para la transferencia de calor a travs de una pared plana

su!eta a conveccin sobre ambos lados.

n condiciones estacionarias, donde la temperatura no vara con respecto al tiempo, slo

con la distancia y sin generacin de energa, se tiene:

Cada de temperatura ! t(!)" d# cu!%,ui#( c!*!

$%& '.#

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Rconv

#rad

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#ed de resistencia trmica que contiene capas paralelas

Si"t#&!" Ci%-nd(ico" E")(ico"

(lu!o de calor radial.

#cil& resistencia trmica de la capa cilndrica contra la conduccin de calor o resistencia

a la conduccin de la capa cilndrica.

Not!: la temperatura interna de la tubera es igual al calor que se propaga en formaradial.

#ed de resistencias trmicas para un casco cilndrico )o esfrico* su!eto a

conveccin tanto en el lado interior como en el lado e+terior.

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Si"t#&!" ci%-nd(ico" con c!*!" &0%ti*%#"

nde:

-& /0 . r.L -1& /0 . r1.L

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!ercicios

* La casa de una pared de 23 de grueso que mide /+2 pie debera mantenerse a

4556( y 7556( respectivamente. La pared est hecha de ladrillo aislante. 8&

5,4 9tu h. pie/)6(pie*.etermine la trasferencia de calor.

/* La pared de un horno est construida de 7 capas de ladrillos, la interior se

construye de 3 de ladrillo refractario , en tanto que la temperatura del e+terior es de B56>. %ome los

coeficientes de transferencia de calor de la superficie interior y e+terior de la

ventana como h& 5Am/.6> y h/& 15Am

/.6>, los cuales incluyen los efectos

de la radiacin.

1* >onsidere una ventana de ho!a doble de 5, m de alto y ,4m de ancho que

consta de dos capas de vidrio de 1mm de espesor )* separadas

por un espacio de aire estancado de 5mm de ancho )8 & 5,5/2 Am.6>*.

etermine la velocidad de transferencia de calor estacionaria a travs de la

ventana de ho!a doble y la temperatura de la superficie interior para un da

durante el cual el cuarto se mantiene a /56>, en tanto que la temperatura e+terior

es de C 56>. %ome los coeficiente de transferencia de calor por coneccin en las

superficies interior y e+terior como h & 5Am/. 6> y h/ & 15Am

/.6>,

respectivamente, los cuales incluyen los efectos de la radiacin.

4* n un tubo de hierro fundido )*, cuyos dimetros interior y e+terior

son & 4 cm y /& 4,4 cm, respectivamente, fluye vapor de agua a %D &

7/56>. l tubo est cubierto con un aislamiento de fibra de vidriode 7 cm de

espesor, con . Ee pierde calor hacia los alrededores que estn a

%D/& 46> por conveccin natural y radiacin, con un coeficiente combinado de

transferencia de calor de h/& Am/.6>. Ei el coeficiente de transferencia de

calor dentro del tubo es h& 25Am/.6>, determine la velocidad de la prdida de

calor por unidad de longitud del tubo. -simismo, determine la cada de

temperatura a travs del casco de ste y el aislamiento.

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