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• JavierBernalLeon

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Examen Transferencia de Calor

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1. Describa el tipo de problema de transferencia de calor que puede ser analizado con la siguiente ecuación diferencial. .

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2. El flujo de calor, q, es de SOOOW/m en la superficie de un calentador eléctrico. Si la temperatura del calentador es 125 ºC cuando este es enfriado por aire a 65' ºC. Cual será la temperatura del calentador si el flujo de calor q es reducido a 2800 W/m 2 ? 3- Un sensor (considerado como cuerpo negro) mide la temperatura en una cámara con paredes consideradas también como cuerpo negro. Si el aire alrededor del sensor está a 25 ºC y las paredes a 110 ºC y si el coeficiente de transferencia de calor por convección entre el aire y el sensor es de 20 W/m2 ºK. Indique una expresión (no la resuelva) para determina la temperatura (Ts) que el sensor indicara'. 4- Para el esquema mostrado indique la formulación matemática necesaria para la determinación de la distribución de temperatura través del cuerpo.

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5- Suponga que la temperatura para cualquier r en la figura del problema# 4 es indicada por la expresión: T - r, .1 ni r ; n i l~. -

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Entonces el flujo de calor por unidad de área (q) estará indicado por?

6- Para un intercambiador de calor de coraza y tubo (un paso por cada lado), se introduce por el tubo agua a 15 ºC y esta sale a 35 ºC, en el lado de la coraza 24 kg/min de vapor son condensados a 60 ºC. Calcule el flujo de calor intercambiado si el calor latente del agua es 2359 kJ/kg a 60 ºC. 7- Un intercambiador de calor de dos pasos por coraza y cuatro pasos por tubo es usado para enfriar aceite. Si 6.25 kg/s de aceite entran por el lado de la coraza a 180 ºC y salen a35 ºC. y un flujo de agua entra a 30 ºC y sale a 45 ºC por el lado de los tubo. Determine el factor de corrección F (debido a múltiples pasos) para este intercambiador. Asuma F(P,R)=F(PR, 1/R) para R>l.

8-Para un intercambiador de calor de flujo paralelo con las siguientes características: · Temp. de entrada fluido fria ºC: e,= 22,000 W /K, Temp. de entrada fluido caliente 160 ºC: Ch = 11,000 2 2 W/K, A= 25 m , U= 600 W/m K. determine el calor intercambiado11 entre los fluidos.

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9- Obtenga la solución general para T(x,y) usando el m~todo de separación de variable para la solución de un problema de transferencia de calor en coordenadas rectangulares de dos dimensiones y estado estable . (no deducir, definir el problema en función de sus nuevas variable y presentar la solución esperada para el caso solicitado) 10- Cual es el razón de utilizar aletas en algunas superficies de intercambio de calor. 11- Un tubería de pared delgada de cobre de 3cm en su diámetro exterior que conduce agua caliente a 90 ºC, se le agregan unas aletas circulares de 0.75 mm de espesor, las aletas tienen°l.5 cm de diámetro exterior y están espaciadas 10 mm entre sí. Si el coeficiente de transferencia de calor por convección h del tubo sin 2

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aletas es 21 W/m K y de las aletas es 18 W/m K y T00 =25 ºC. Determine el calor t_ra.flsferido por unidad de longitud con el uso de las aletas si _

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