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UNIVERSIDAD TÉCNICA DE COTOPAXI Facultad de Ciencia de la Ingenierías y Aplicadas Carrera de Ingeniería Industrial Asignatura: Transferencia de Calor Ciclo: Quinto, Paralelo: A

Producto Académico N°4

“Resolución de Problemas de Transferencia de Calor en Estado Estacionario en Cilindros y Esferas y Radio Crítico de Aislamiento”

Integrantes del equipo: CEDEÑO WILMER CORRALES KEVIN GUANIN GABRIEL Fecha y hora de entrega: Jueves 13 de Julio de 2017, 12.00h

Problema 1.11 Calcule la pérdida de calor a través de una ventana de vidrio de 1 m por 3 m con un espesor de 7 mm si la temperatura de la superficie interna es de 20 ° C y la temperatura de la superficie exterior es de 17 ° C. Comente sobre el posible efecto de la radiación en su respuesta.

EXPESOR 7mm Temperatura Exterior 17°

1m Temperatura interna 20°

3m

VARIABLES altura(h)= base(b)= espesor(L)= temperatura interna (Ti)= temperatura externa(Te)= kvidrio(k)= 1 metro= 0°C Perdida de calor(qk)

DATOS CANTIDAD 1 3 7 20 17 0,81 1000 273 ?

UNIDAD m m mm °C °C W/m. K mm °K W

CANTIDAD

UNIDAD

0,007 m 293 °K 290 °K

FORMULAS

qk=k A/L * (∆T) ∆T=(T2-T1) A=b.h

SOLUCIÓN Area(A) ∆T A/L qk

3 3 428,571429 1041,42857

Proceso para resolver el ejercicio A= b.h A= 1m x 3m

A= 3m2 ∆𝑻 = (𝑇2 − 𝑇1) ∆𝑻 = (293°𝐾 − 290°𝑘 ∆𝑻 = 3°𝐾 𝐴 𝒒𝒌 = 𝑘 ∗ (∆𝑇) 𝐿 qk= 0.81

𝑊

3𝑚2

𝑚.°𝐾 0,007𝑚

3°𝐾

qk= 1041,42857 W Pero si queremos que la perdida de calor se menor Aumentamos el espesor del material y la ecuación nos daría

qk= 0.81

𝑊

3𝑚2

𝑚.°𝐾 0,010𝑚

3°𝐾

qk =729W ¿Y qué pasa si aumentamos en área? Como lo hemos aprendido en clases la perdida de calor aumentara. qk= 0.81

𝑊

4𝑚2

𝑚.°𝐾 0,007𝑚

3°𝐾

qk= 1388.57W

PROBLEMA 1.12 Si en el problema 1.11 la temperatura del aire exterior es de -2 ° C, calcule el coeficiente de transferencia de calor por convección entre la superficie exterior de la ventana y el aire suponiendo que la radiación es insignificante.

VARIABLES altura(h)= base(b)= espesor(L)=

DATOS CANTIDAD 1 3 7

UNIDAD m m mm

CANTIDAD

UNIDAD

0,007 m

temperatura interna (Ti)= temperatura externa(Te)= kvidrio(k)= 1 metro= 0°C Perdida de calor(qk) la temperatura del aire exterior

20 17 0,81 1000 273 1041,42 -2

°C °C W/m. K mm °K W °C

FORMULAS

qc=hc.A.∆T=qk hc=qk/(A.∆T) A= b.h ∆T=(T2-T1)

VARIABLE A ∆T hc

SOLUCION CANTIDAD

UNIDAD 3 m^2 22 °K 15,7790909 W/m^2°K

Proceso para resolver el ejercicio A=b.h A= 3m x 1m A=3m2

∆𝑻 = (𝑇2 − 𝑇1) ∆𝑻 = (293°𝐾 − 271°𝐾) ∆𝑻 = 22°𝐾

𝒒𝒄 = 𝒉𝑐. 𝐴. ∆𝑇 = 𝑞𝑘 𝒉𝒄 =

𝑞𝑘 𝐴. ∆𝑇

293 °K 290 °K

271 °K

𝒉𝒄 =

1041,42 𝑊 3𝑚. 22°𝐾

𝒉𝒄 =15,7790909 W/m2°K