“AÑO DE LA DIVERSIFICACIÓN PRODUCTIVA Y DEL FORTALECIMIENTO DE LA EDUCACIÓN”
FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA DE INGENIERÍA MECÁNICA ELÉCTRICA
LABORATARIO DE LABORA ESTADO EST ADO TRANSITORIO Estudiante: CARLOS GUILLERMO GAMARRA CHUYO D!ente: In"# $n% &i''a'(s Ca()e)a# Cu)s: T)ans*e)en!ia de Ca')# Ci!': &I#
C+i!'a%, -. de N/ie0()e de 12-.#
E$ERCICIO 3
E$ERCICIOS 4RO4UESTOS 2 TRANSFERENCIA DE CALOR la fecha cilí!"ica #$% la"&a !e 2' c# !e !i(#e)"* % !e ace"* i*+i!a,le AISI -'. /e e+)"ae !e $ h*"* c$%a )e#0e"a)$"a e/ !e 1''C3 La fecha /e c*l*ca i#e!ia)a#e)e !e/0$4/ !e e+)"ae"la !el h*"* e *)"a c(#a"a c* $a )e#0e"a)$"a !e 2''C 0a"a 0e"#i)i"le )ee" $ e5"ia#ie)* &"a!$al3 El 2 c*e6cie)e !e )"a/5e"ecia !e cal*" e/ i&$al a 7' 89 m C e e/)a/
c*!ici*e/3 De)e"#ie la )e#0e"a)$"a e el ce)"* !e la fecha l$e&* !e .: #i$)*/ !e ;$e e#0e<= el e5"ia#ie)*3 La/ 0"*0ie!a!e/ !el ace"* i*+i!a,le 3 /*> ?@.B 89 mK B ρ @ '' ?&9 m B C p @. 9?&C B
−6
2
m /s 3
10
S*l$ci=> P"i#e"* calc$la#*/ el #e"* !e Gi*)> Gi@
( 80 W / m2 ° C ) x ( 0,10 m) = @'B:- k 14,9 W / mK
hr o
Se& la )a,la .H2 *,)ee#*/ el @ B'' % A@B.Jalla#*/ el #e"* !e F*$"ie">
τ @ αt = 2 L
(
−6
3,95 x 10
)(
m s
2
45 x 60 s )
2
0,1
=1,066 :
Pa"a l$e&* halla" la )e#0e"a)$"a e el ce)"* !e la fecha T o− T ∞ T i−T ∞
T o −200 600 − 200
T o=¿
2
= A 1 e− λ τ
=1,143 x e−(1,0701 ) (1,0665)
--.B7C
2
α @-B:+
E$ERCICIOS 4RO4UESTOS TRANSFERENCIA DE CALOR
E$ERCICIO 5 Pa"a cale)a" la leche !el ,i,e"= ;$e ece/i)a $ ,e,4B la #a#( Kie")e la ;$e e+)"ae !el "e5"i&e"a!*" e $ Ka/* !e Ki!"i* !e 1 c# !e !i(#e)"* % !e 0a"e! #$% !el&a!a3 El iKel !el c*)ei!* e/ !e c#3 De/0$4/B la /e*"a /$#e"&e el Ka/* e $ "eci0ie)e c* a&$a calie)e a 1'C % #$eKe c*/)a)e#e)e la eche 0a"a ;$e /$ )e#0e"a)$"a /ea $i5*"#e3 Si el c*e6cie)e !e )"a/5e"ecia 2 !e cal*" e)"e el a&$a % el Ki!"i* e/ !e 2' 89 m ° C B !e)e"#ie c$()*
)ie#0* /e 0"eci/a 0a"a e)i,ia" la leche !e - a -7C3 S$0=&a/e la/ 3 0"*0ie!a!e/ /i&$ie)e/ 0a"a la leche> ?@'B:7 89#B ρ @ 7B'?&9 m B
C p
@ .72 9?&CB α @B.-+
−7
10
2
m /s 3
S*l$ci=> Jalla#*/ la l*&i)$! ca"ac)e"í/)ica % el #e"* !e Gi*) 0a"a el Ka/* !e leche> 0,03 m
¿ ¿
¿ 2 ( 0,07 ) ¿ 0,03 m
¿ ¿ ¿2 π ¿
2
V π r L =¿ Lc = = A 2 πrL + 2 πr
Gi@
(120 W / m2 ° C )( 0,01050 m ) = @2B' k (0,598 W / mK )
h Lc
C*#* e/ #a%* ;$e 'B /e c*/i!e"a ;$e la )e#0e"a)$"a e/)a e 5$ci= !el )ie#0* Jalla#*/ el c*e6cie)e λ 0a"a l$e&* *,)ee" el )ie#0*
E$ERCICIOS 4RO4UESTOS . TRANSFERENCIA DE CALOR hA = h = λ = ρ C p V ρ C p Lc
T o− T ∞ T i−T ∞ 38 −60 3 − 60
( 120 W / m2 ° C ) ( 998,0 kg / m3 )( 4182
J ° C )( 0,01050 m ) kg
= 0,002738 s−1
= e− λτ
−1
= e−(0,002738 s
) t
)@-7./@:B7 #i
E$ERCICIO 6 /e )iee $a )$,e"ía !e ace"* !e 2 # !e !i(#e)"* e+)e"i*" c$%a/ 0a"e!e/ /* !e .' ## !e e/0e/*" % /e ec$e)"a 0e"5ec)a#e)e ai/la!a e el e+)e"i*" 3 T*!a la )$,e"ía /e ec$e)"a a H2'
° C 3 !e 0"*)* /e iicia $
f$* !e acei)e calie)e 0*" el i)e"i*" a $a )e#0e"a)$"a !e 1' 'C 3 /e 2 e/)i#a ;$e el c*e6cie)e !e )"a/5e"ecia !e cal*" e/ !e :''9 m 3
calc$le la )e#0e"a)$"a e la /$0e"6cie e+)e"i*" a l*/ 7 #i$)*/ !e c*#e
@1-3 9 m° C B CP @ .-. 9& % @ 72. ?& 9#-3
S'u!i7n : Jalla#*/ el #e"* !e Gi*) >
E$ERCICIOS 4RO4UESTOS : TRANSFERENCIA DE CALOR
2
hr 0 ( 500 W / m k )( 1 m ) = =7.83 BI = (63.9 W / m° C ) k
Se !e!$ce !el "e/$l)a!* *,)ei!* ;$e e/ #a%*" a '3 0*" l* )a)* e/ ai/la)e 3 A!e#(/ Se& la )a,la .H2 *,)ee#*/ el @ 23271 % A@ 3::21 De l*/ !a)*/ ;$e /e */ 0"*0*"ci*a e el 0"*,le#a halla#*/ la !i5$/iKi!a! )4"#ica>
α =
k = ρ c p
63.9 W / m° C
(
7824
)
kg m
3
−8 m
α =6.8642 x 10
( 434
1 °C 274.15 k
J 1 wsg ) k )( kg 1
2
sg
L$e&* halla#*/ el #e"* !e F*$"ie">
τ =
αt 2
r0
2
6.8642 x 10
τ =
−8 m
sg
( 480 sg )
2
1m
−5
τ =3.2948 x 10
E$ERCICIOS 4RO4UESTOS 1 TRANSFERENCIA DE CALOR T o− T ∞ T i−T ∞
2
= A 1 e− λ τ −2.12862 (¿ 3.2948 x 10−5 ) T −(−20 °C ) =1.5526 e¿ ( 60 )° C −(−20 ) ° C
−2.1286 2 (¿ 3.2948 x 10−5) T + 20 =1.5526 e ¿ 80
Q T @ '. ° C
E$ERCICIO -C*/i!4"e/e $ "e5"e/c* e la)a 7c# !e !i(#e)"* 0*" 2 !e al)* a 2
° C
3/e i)"*!$ce e $ "e5"i&e"a!*" c* $a )e#0e"a)$"a a#,ie)e !e . °C
3 el c*e6cie)e
!e )"a/5e"ecia !e
cal*" e)"e la la)a % el
ai"e
2 a#,ie)e /e e/)i#a e : 89 m ? 3 T"a/ /ei/ h*"a/ /e /aca !el "e5"i&e"a!*"
% /e Kie")e e $ Ka/*3 e/)i#e la )e#0e"a)$"a !el "e5"e/c* B /$0=&a/e la/ 0"*0ie!a!e/ /i&$ie)e/ 0a"a e/)e > @ '31 9 m° C B CP @ .7 9& % @ 1 ?& 9#-3
SOLUCION
Jalla#*/ el #e"* !e Gi*) > 2
hr 0 ( 5 W / m k )( 0.04 m ) = = 0.3 BI = ( 0.6 W / m° C ) k
Se& la )a,la .H2 *,)ee#*/ el @ '3.1: % A@ 3'2
E$ERCICIOS 4RO4UESTOS TRANSFERENCIA DE CALOR halla#*/ la !i5$/iKi!a! )4"#ica>
α =
k = ρ c p
0.6 W / m ° C
(
996
α =5.259 x 10
kg 3
m
)
−10 m
( 4178
1 ° C 274.15 k
J 1 wsg ) k )( 1 kg
2
sg
#e"* !e F*$"ie">
τ =
αt 2
r0
0.04 m
¿ ¿ ¿
−10 m
5.259 x 10
2
( 21600 sg )
sg
τ =
¿
−3
τ =7.09965 x 10
T − T ∞ T i−T ∞
2
= A1 e− λ τ −3
¿ 7.09965∗10¿ −0.7465 2 ¿ T − 27 ° C =1.0712 e ¿ 4 ° C − 27 °C
E$ERCICIOS 4RO4UESTOS 7 TRANSFERENCIA DE CALOR Q T @ 23: ° C
