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• Aldo Borda

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PROBLEMAS DE TRANSFERENCIA DE CALOR

Un cuarto de 6 m _ 6 m _ 7 m se calienta por medio del radiador de un sistema de calefacción en el que se usa vapor de agua. El radiador de vapor transfiere calor a una razón de 20000 kJ/h y se usa un ventilador de 200 Wpara distribuir el aire cálido en el cuarto. Se estima que las pérdidas de calor del cuarto se producen con una rapidez de cerca de 1 000 kJ/h. Si la temperatura inicial del aire del cuarto es de 5°C, determine cuánto tiempo transcurrirá para que esa temperatura se eleve hasta 30°C. Suponga Calores específicos constantes a la temperatura ambiente.

Solución

FEUS Ein  Eout  Esis 





W  Q in  Q out  mCP T PV  RTm V  6*6*7  252 100* 252  0.287 * 278* m m  315.84 KJ h kj kj h 315 *  0.2  1000 *  *1.007 * 25 h 60*60 s h 60*60 t t  16597 s

20000

Un calefactor es básicamente un ducto en el cual se colocan unas cuantas capas de resistores eléctricos. Un ventilador pequeño tira del aire llevándolo hacia adentro y forzándolo a que fluya sobre los resistores, en donde se calienta. Entra aire en un calefactor de 1 900 W, a 100 kPa y 15°C, y sale a 75°C. El área de la sección transversal de la secadora a la salida es de 100 cm2. Despreciando la potencia consumida por el ventilador y las pérdidas de calor a través de las paredes de la secadora, determine a) el gasto volumétrico del aire a la entrada y b) la velocidad del aire a la salida.

Solución: FEES A  100 cm 2 Q  1900 W P  100 Kpa T1  15C T2  75C a)  

V V * A 



m



Ein  E out 

Qin  m(h) kj   m CP ( T ) s Kj  1.9  m(1.005)(60) s  kg m  0.03 s PV  RTm

1.9

P  RT  100  0.287 *362 kg   0.962 3 m  0.03 m3 V  0.03 0.926 s b) 

V V A V  0.03 /100*104  3m / s