Ejercicio
1-59 (Cengel Yunus).
Una cacerola de aluminio cuya
conductividad térmica es 237 W/m·°C tiene un fondo plano con un diámetro de 15
cm y un espesor de 0.4 cm. Se transfiere calor de manera estacionaria a través
del fondo, hasta hervir agua en la cacerola, con una razón de 1,400 W. Si la
superficie interior del fondo de la cacerola está a 105°C, determine la
temperatura de la superficie exterior de ella.
Resolución:
T2 =
Temperatura superficial final = 105°C
Q = 1,400
W
L =
Espesor del material = 4 cm = 0.004 m
K = 237
W/m·°C
A = 𝜋.r2 = (𝜋)(0.075)2=
0.017671m2
Teniendo
la razón del flujo de calor, se usa la fórmula:
Se
calcula Rt:
Rt = 9.5510368x10-4 °C/W
Despejando
la fórmula:
Sustituyendo:
T1 = 105°C + (9.5510368x10-4 °C/W + 1,400 W) = 106.3371452
°C
La temperatura de la superficie exterior de la cacerola es: 106.3371452
°C
Verificando:
Calculando
en base a la Ley de conducción de calor de Fourier:
Suponiendo
que se ha alcanzado el estado de equilibrio térmico, la temperatura a lo largo
de la superficie en contacto es constante. Entonces la temperatura es igual en
cualquier parte, y la ley de conducción de calor de Fourier, queda de la
siguiente manera.
T1 =
Temperatura final = 105°C
T2 =
Temperatura inicial = ¿?
Q = 1,400
W
L =
Espesor del material = 4 cm = 0.004 m
K = 237
W/m·°C
A = 𝜋.r2 = (𝜋)(0.075)2=
176.7145cm2 = 0.017671m2
T2=106.3374°C es la temperatura de la
superficie exterior de la cacerola (se
obtiene el mismo valor que con la otra fórmula)
4cm es 0.04m
ResponderBorrarHola, gracias por su cometario, el ejercicio está bien, cometí el error de escribir 4 cm y en realidad son 0.4 cm, 0.4 cm si es igual a 0.004m. Saludos!
ResponderBorraralguien podria ayudar con unos problemas de transferencia de calor en verdad no los entiendo Un intercambiador de calor enfría tolueno liquido (asuma que el calor especifico es de 0.42 kcl/kg°C de 88 a 38°C). El flujo del tolueno es de 27.200 Kg/h.
ResponderBorrarA ¿Cuál es la carga de calor (q) del intercambiador?
Tienes todos los datos para calcular (q); temperatura de entrada y salida; flujo másico; Cp.
ResponderBorrarcuestión de aplicar la fórmula directa