PROBLEMAS SOBRE TRANSFERENCIA DE CALOR ESTACIONARIO

 

  1. Una pared plana cuyo espesor es 10 mm. Tiene fuentes internas de calor uniformemente distribuidas q`= 3 x 10 7 W/m3 . Los coeficientes de transmisión de calor a los fluidos que los rodean  son h1= 3000 W/m2 oC y h2 1500 W/m2 oC con temperatura T2 = 140oC, K = 25 W/m oC . Determinar las coordenadas y la máxima temperatura de la placa, así como las temperaturas en ambas superficies (La convección en ambos lados de la placa tiene efecto sobre las temperaturas).  

  2. Una pared plana  est[a compuesto de dos materiales A y B. La pared del material  A está generando calor a razón de q` = 1,5 x 10 6 W/m3. KA = 75 W/m o C y espesor LA = 50 mm. El  material B no tiene generación de calor y KB = 150 W/m oC y espesor  LB = 20 mm . La superficie interior del material A está bien aislada, mientras que la superficie exterior del material B se enfría con un flujo de agua a temperatura de 30 oC  y h = 1000 W/m2 oC.  Determine la temperatura de la superficie aislada y la temperatura de la superficie enfriada.

  3. Calcular la temperatura a 0,5 cm. de la superficie mantenida  a 110°C y la otra cara mantenida a 90°C, de una lámina metálica  de 15 cm. de espesor.

    1. Si  K =  17 W/m °C
    2. Si  K = 0,2 + 0,005T (W/m °C)
  4.   Una pared de 1 ft de espesor tiene una temperatura inicial de 100ºF, una de sus caras es expuesta a un ambiente de 1800ºF. El coeficiente de transferencia de calor en el lado caliente es de 5BTU/h ft2 ºF y el otro lado está aislado térmicamente. Determinar:

    ·        El tiempo requerido para elevar la temperatura de la cara aislada de la pared a 1100ºF.

    ·        El calor transferido a la pared por cada pies cuadrado de área superficial 

    K : 0,54 BTU/h ft ºF

    Cp : 0,20 BTU/lb ºF

    r : 144 lb/ft3

    a : 0,0187 ft2/h