Problemas convección 3ª Parte 1. Una placa de aluminio sale de un molino rodante y viaja en los rodillos a una velocidad de 10 m/s. Las dimensiones de la placa son de 1.5 m de ancho y 10 m de largo. La temperatura de la placa es de 800 C, mientras que el aire de los alrededores es de 40 C. Determine la cantidad de calor intercambiado por la parte superior de la placa T=800 C 𝑇∞ = 40℃ V = 10 m/s 𝐿 = 10 𝑚 2. Fluye aire a 400 F en un intercambiador de calor de flujo cruzado en línea, a una razón de 900 𝑝𝑖𝑒𝑠 3 /𝑚𝑖𝑛. La temperatura del tubo es de 200 F, y hay siete tubos en la dirección del flujo y ocho en la dirección transversal al flujo. La longitud de cada tubo es de 4 pies y el diámetro exterior es de 0.75 plg. La separación longitudinal (𝑆𝑙 ) es de 1.5 plg y la separación transversal 𝑆𝑡 es de 1.25. Considere las siguientes propiedades del aire a una temperatura de 300 F 𝑙𝑏 𝜇 = 0.0574 ℎ𝑟 𝑓𝑡 𝑘 = 0.203 𝐵𝑡𝑢 ℎ𝑟 𝑓𝑡 ℉ 𝜌 = 0.052 𝑙𝑏/𝑓𝑡 3 𝐵𝑡𝑢 𝐶𝑝 = 0.0243 𝑙𝑏 ℉ 𝑃𝑟 = 0.686 𝑆𝑙 = 1.5 𝑝𝑙𝑔 𝑆𝑡 = 1.125 𝑝𝑙𝑔 Aire a 400 F 𝑇𝑡 = 200 ℉ ∅ =0.75 plg L= 4 ft Convección en bancos de tubos Factores de corrección por numero de hileras fondo N 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Tubos en línea 0.64 0.8 0.87 0.9 0.92 0.94 0.96 0.98 0.99 1 Tubos escalonados 0.68 0.75 0.83 0.89 0.92 0.95 0.97 0.98 0.99 1 3. Una placa horizontal delgada, y con 16 cm de diámetro se mantiene a 130 C, en un cuerpo de agua cuya temperatura es de 70 C. La placa transfiere calor por convección desde sus superficies inferior y superior. Determine la cantidad de calor que es necesario suministrar a la placa para que su temperatura se mantenga a 130 C Agua 𝑇∞ = 70℃ ∅ = 16 𝑐𝑚 𝑇𝑝 = 130 ℃ Intervalo de Ra Tarea ◦ Resolver los siguientes problemas 1. Un tubo de vapor horizontal con un diámetro exterior de 6 plg conduce vapor saturado a 230 F. La temperatura del aire que rodea al tubo es de 70 F. Calcular la cantidad de vapor que se condensa al final de un tramo de tubo de 100 ft. Aire a 𝑇∞ = 70 ℉ = 6 plg Vapor a 𝑇𝑣 = 230 ℉ 100 ft 2. Una línea de transmisión eléctrica de 0.5 cm de diámetro con una resistividad de 0.3 microhms/cm lleva 100 amps. Si el viento sopla sobre el alambre con una velocidad de 25 km/hr, determine la temperatura de superficie del cable. Considere que la temperatura ambiente es de 22 C 𝑇∞ = 22 ℃ V= 25 km/hr = 0.5 cm I= 100 amps R = 0.3 𝜇Ω/𝑐𝑚 ◦ 3. Una bola esférica de acero de ½ plg de diámetro a 300 F se sumerge en aceite para motor a 100 F. Calcular la cantidad de calor pérdida por la bola de acero. 4. Calcule la perdida de calor debida a convección natural para un tubo horizontal de 15 mm de diámetro exterior, que tiene una temperatura de 400 C. Considere que la temperatura del aire circundante es de 30 C
