UNIVERSIDAD CONTINENTAL FACULTAD DE INGENIERÍA Escuela Profesional de Ingeniería Mecánica TRANSFERENCIA DE CALOR PRACTICA DE APRENDIZAJE 02 – 2020 – 1-A ING. RAMIREZ MITTANI A. SESION 1: CONDUCCION DE CALOR EN ESTADO ESTACIONARIO Alumno: Juan Ramon Jeins Gonzales Prado INGENIERIA MECANICA 2. Considere una ventana de hoja doble de 1.2 m de alto y 2 m de ancho que consta de dos capas de vidrio (k = 0.78 W/m · °C) de 3 mm de espesor separadas por un espacio de aire estancado (k =0.026 W/m · °C) de 12 mm de ancho. Determine la razón de transferencia de calor estacionaria a través de esta ventana de hoja doble y la temperatura de su superficie interior para un día durante el cual el cuarto se mantiene a 24°C en tanto que la temperatura del exterior es de –5°C. Tome los coeficientes de transferencia de calor por convección sobre las superficies interior y exterior de la ventana como h1=10W/m2· °C y h2= 25 W/m2· °C y descarte cualquier transferencia de calor por radiación. Respuestas:114W,19.2°C Ri Ti Te 1v 1v R1 R2 R3 Ro Tf2 Tf1 1v A= ( 1.2 m ) ( 2 m ) = 2.4 m2 Ri = 1 / h₁ * A R1 = R3 = R2 = = 1 = ( 10W/m2· °C ) ( 2.4 m2 ) 0.042 °C /W L1 = 0.003 m = 0.0016 °C /W k1 * A ( 0.78 W/m · °C ) ( 2.4 m2 ) L2 = 0.012 m = 0.1923 °C /W K2 * A ( 0.026 W/m · °C ) ( 2.4 m2 ) Ro = 1 / h₂ * A = 1 = ( 25W/m2· °C ) ( 2.4 m2 ) 0.0166 °C /W Rtotal = 0.042 + 2 ( 0.0016 ) + 0.1923 + 0.0166 = 0.2541 °C /W UNIVERSIDAD CONTINENTAL FACULTAD DE INGENIERÍA Escuela Profesional de Ingeniería Mecánica Q = Tf1 – Tf2 Rtotal = 24 – ( -5 ) °C 0.2541°C /W = 114.12W Ti = Tf1 – Q * Ri = 24 °C – ( 114.12W ) * ( 0.042 °C /W) Ti = 19.20 °C 8. Se construye la pared de un refrigerador con aislamiento de fibra de vidrio (k = 0.035 W/m · °C) comprimida entre dos capas de hoja metálica de 1 mm de espesor (k= 15.1 W/m · °C). El espacio refrigerado se mantiene a 3°C y los coeficientes promedio de transferencia de calor en las superficies interior y exterior de la pared son de 4 W/m2· °C y 9 W/m2· °C, respectivamente. La temperatura de la cocina promedia 25°C. Se observa que ocurre condensación sobre las superficies del refrigerador cuando la temperatura de la superficie exterior cae hasta 10°C. Determine el espesor mínimo de aislamiento de fibra de vidrio que es necesario usar en la pared con el fin de evitar la condensación sobre las superficies exteriores. 1mm L 1mm m Ti m Te 1v 1v Ri Tf1 1v hi = 4 W/m2· °C ho = 9 W/m2· °C Tf1 = 25 °C Ti = 10 °C Tf2 = 3 °C Q = ho * A ( Tf1 - Ti ) Q = ( 9 W/m2· °C ) ( 1 m2 ) ( 25 – 10 ) °C Q = 135 W R1 R2 R3 Ro Tf2 UNIVERSIDAD CONTINENTAL FACULTAD DE INGENIERÍA Escuela Profesional de Ingeniería Mecánica Q/A= 135 W/m2= Tf1 – Tf2 1 + 2*L + ho k (metal) L + 1 k (aislam.) hi (25 – 3 ) °C 1 + 2 * 0.001m + L + 1 9 W/m2· °C 15.1 W/m · °C 0.035 W/m · °C 4 W/m2· °C L = -0.00693 L = 6.93 mm
