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Apuntes de transmisión de calorFull description
ME-445 Operaciones Unitarias ICI Transferencia de Calor Docente: Susana Leiva G Guía Transferencia de Calor
1. Determine el flujo de calor entre la cara que se encuentra a 300° y aquella a 22°. La pared está compuesta por cuatro materiales distintos, cuyas conductividades se detallan a continuación: = 35 ; = 12 ; = 33 ; = 5 . ∙ ∙ ∙ ∙
A
B
6 = 300° 300°
C
3
D
= 22° 1
20 8 2. Una sección de 50 m de largo de un tubo que c onduce vapor de agua cuyo diámetro exterior es de 10 cm pasa a través de un espacio abierto que está a 15°C. Se mide la temperatura promedio de la superficie exterior del tubo y resulta ser de 150°C. Si el coeficiente combinado de transferencia de calor sobre la superficie exterior del tubo es de 20 /( /( ∙ °) ° ), determine: a. La velocidad de la pérdida de calor a través d el tubo. b. El costo anual de esta pérdida de energía si el vapor se genera en un hogar de gas natural que tiene una eficiencia de 75% y el precio de ese gas es de 0,52 ó/ℎ ( 1 ℎ ℎ = 105 105 500 500 ) ) c. El espesor del aislamiento de fibra de vidrio = 0,035 /( /( ∙ °) necesario para ahorrar 90% del calor perdido. Suponga que la temperatura del tubo permanece constante a 15 0°C. 10
3. Se desea incrementar en un 100% la disipación de calor de una placa cilíndrica enfriada por aire de 0,5 de área. Para ello se cuenta con aletas rectangulares y en forma de tubos de las dimensiones mostradas en la figura, las temperaturas de la pared y del aire son 800° 90° , el coeficiente de transferencia de calor entre la superficie y el aire es 20 /( /(ℎ ∙ ∙ °) ° ). Las aletas son de acero inoxidables cuya conductividad es de 15 /( /(ℎ ∙ ∙ ° ). Determinar el número de aletas (), tanto rectangulares y tubulares. Dato: = ∙ + ℎ ∙ ( − ) ∙ ( sin − ∙ ) 1,5 pulg ¼ pulg 1,5 pulg
=
4. Se enfría anilina desde 200 hasta 150 °F en un intercambiador de calor de tubos concéntricos cuya superficie total de intercambio es de 70 pie2. Para el enfriamiento se dispone de una corriente de tolueno de 8600 lb/h la temperatura de 100 °F. El intercambiador consta de una tubería de 1 ¼pulg y otra de 2 pulg, ambas del Catálogo 40. La velocidad de flujo de la anilina es de 10 000 lb/h. Asumiendo comportamiento adiabático, determine: Para flujo en contracorriente: a. La temperatura del tolueno a la salida b. ∆ c. El Coeficiente Global de Transferencia de Calor d.
¿Cuáles serían los resultados para flujo en paralelo Datos: = 0,545
5.
°
; = 0,44 /(°)
Se usa un intercambiador de un paso por la carcasa y ocho pasos por los tubos para calentar glicerina ( = 0,60
1,0
∙°
∙°
) desde 65° hasta 140° por medio de agua caliente ( =
) que entra en los tubos de par ed delgada y de 0,5 de diámetro a 175 ° y sale
a 120°. La longitud total de los tubos en intercambiador es de 500 . El coeficiente de transferencia de calor por convección es de 4 /(ℎ ∙ ∙ °) en el lado de la glicerina (carcasa) y de 50 /(ℎ ∙ ∙ °) en el lado del agua (tubos). Determine la velocidad de la transferencia de calor en el int ercambiador: a. Antes de que se tenga incrustación b. Después de que se forme incrustación, con un factor de 0,002 (ℎ ∙ ∙ °)/, sobre las superficies exteriores de los tubos