Cursos complementarios

Diseño Termohidráulico de
Intercambiadores de Calor.
Horario de clases: Martes y Jueves, 10:00-13:00 hrs.
Horario de asesorías: Miércoles de 12:00-14:00 hrs.
Aula: B-306
Trimestre: 13I
Curso: 2122096
Diseño termohidráulico de intercambiadores de calor
Semana: 1\Sesión: 2
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Diseño de procesos
• ¿En qué consiste el diseño de los procesos?
• ¿Qué es el diseño de productos?
Ver archivo Diseño de
procesos.pdf
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2
¿Cómo funciona un horno de
microondas?
• Bernardo
nos
explicación..!!
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dará
la
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Problemas
• Una bola de cobre de 10 cm de diámetro se va a
calentar desde 100°C hasta una temperatura
promedio de 150°C, en 30 minutos. Tomando la
densidad y el calor específico promedios del cobre en
este rango de temperatura como p = 8950 kg/m3 y
cp = 0.395 kJ/kg . °C, respectivamente, determine a)
la cantidad total de transferencia de calor a la bola
de cobre, b) la razón promedio de transferencia del
calor a la bola y e) el flujo promedio de calor.
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Problemas
• Considérese
una pared de espesor L cuyas
superficies se mantienen a temperatura T1 y T2,
respectivamente. Si el material de la pared tiene una
conductividad térmica k constante y el área
perpendicular al flujo de calor es A, calcular el flujo
de calor mediante la integración directa de la ley de
Fourier.
• ¿Cómo es la ley de Fourier?
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Problemas
• El techo de una casa calentada eléctricamente tiene 6 m de
largo, 8 m de ancho y 0.25 m de espesor y está hecha de una
capa plána de concreto cuya conductividad térmica es k =
0.8 W/m°C. Las temperaturas de las superficies interior y
exterior se miden como de 15°C y 4°C, respectivamente,
durante un periodo de 10 horas. Determine a) la razón de la
pérdida de calor a través del techo esa noche y b) el costo de
esa pérdida de calor para el propietario de la casa, si el costo
de la electricidad es de 0.08 dólar/kWh.
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Problemas
• Considere una persona que está parada en un cuarto
con brisa a 20°C. Determine la razón total de
transferencia de calor desde esta persona, si el área
superficial expuesta y la temperatura promedio de la
superficie exterior de ella son de 1.6 m2 y 29°C,
respectivamente, y el coeficiente de transferencia de
calor por convección es de 6 W/m2 • °C
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Problemas
• Considere la transferencia de calor en estado estacionario entre dos
placas paralelas que se encuentran a las temperaturas constantes de
T1 = 300 K Y T2 = 200 K y están separadas una distancia L = 1 cm,
como se muestra en la figura. Suponiendo que las superficies son
negras (emisividad e = 1). Determine la razón de transferencia de
calor entre las placas por unidad de área superficial, suponiendo que
el espacio entre ellas está a) lleno con aire atmosférico, b) vacío, e)
lleno con aislamiento de uretano (k = 0.026 W/m· K) y d) lleno con
superaislamiento que tiene una conductividad térmica aparente de
0.00002 W/m °C.
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Problemas
• Discuta los principales mecanismos de transferencia
de calor en un intercambiador de calor de tubos
concéntricos y una superficies extendida.
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• Considere una ventana de vidrio de 0.8 m de alto y 1.5 m
de ancho, con un espesor de 8 mm y una conductividad
térmica de k = 0.78 W/m °C. Determine la razón
estacionaria de la transferencia de calor a través de esta
ventana de vidrio y la temperatura de su superficie interior
para un día durante el cual el cuarto se mantiene a 20°C, en
tanto que la temperatura del exterior es de -10°C. Tome los
coeficientes de transferencia de calor de las superficies
interior y exterior de la ventana como h1 = 10 W/m2 °C y
h2 = 40 W/m2 °C , los cuales incluyen los efectos de la
radiación.
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• Una pared de 3 m de alto y 5 m de ancho consta de
ladrillos de 16 x 22 cm de sección transversal horizontal (k
= 0.72 W/m °C) separados por capas de mortero (k = 0.22
W/ m °C) de 3 cm de espesor. También se tienen capas de
mortero de 2 cm de espesor sobre cada lado del ladrillo y
una espuma rígida (k = 0.026 W/ m °C) de 3 cm de espesor
sobre el lado interior de la pared. Las temperaturas dentro
y fuera son de 20°C y - 10°C, respectivamente, y los
coeficientes de transferencia de calor por convección sobre
los lados interior y exterior son h1 = 10 W/m2 °C y h2 = 25
W/m2 °C, respectivamente. Si se supone transferencia de
calor unidimensional y se descarta la radiación, determine
la razón de la transferencia de calor a través de la pared.
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Problemas
•
Considere una pared de cobre (k=375 W m-1K-1) de
1 cm de espesor de la que una de sus superficies
está expuesta a vapor de agua condensándose (h =
10 000 W m-2K-1) a una temperatura de 300°C. La
otra superficie está en contacto con aire ambiente
(h = 5 W m-2K-1) un temperatura de 35°C.
a) Calcule el calor transferido por unidad de área a través de
la placa.
b) Calcule la temperatura de la pared expuesta al vapor.
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MLDT
• Revisar capítulo 5 del libro de Kern
• Describir las consideraciones para la deducción
matemática de la Media Logaritmica de diferencias
de temperatura
• Hacer la deducción matemática basada.
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