determinacion de uo graficamente

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I. DATOS Y OBSERVACIONES I.1. Convección natural agua y convección natural aire. CUADRO Nº 01 Ѳ(mi n) T1 T2 T3 T4 0 82 .5 79 63 .2 22 ,1 5 78 .1 76 59 .3 22 10 75 .1 73 .5 58 .4 22 ,2 15 72 .2 70 .5 57 .3 22 20 69 .1 68 .5 56 .0 22 25 67 .2 66 .9 54 .5 22 ,1 30 65 .0 64 .6 53 .8 22 35 63 .2 62 .8 53 .0 22 ,3 40 61 .3 60 .9 52 22 DATOS: Material del recipiente: Aluminio. Geometría del recipiente: Cilíndrico vertical. H altura (húmedo): 82cm = 0.082m H (altura): 13cm = 0.130m D o : 15.5cm = 0.155m D i : 15.2cm = 0.152m M agua = 1353.7g =1.3537 I.2. Convección natural agua y convección forzada aire. CUADRO Nº 02 Ѳ(mi n) T1 T2 T3 T4 0 83 80 62 26

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eterminacion de U0

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Page 1: Determinacion de Uo Graficamente

I. DATOS Y OBSERVACIONES

I.1. Convección natural agua y convección natural aire.

CUADRO Nº 01Ѳ

(min)T1 T2 T3 T4

0 82.5 79 63.2 22,15 78.1 76 59.3 22

10 75.1 73.5

58.422,2

15 72.2 70.5

57.322

20 69.1 68.5

56.022

25 67.2 66.9

54.522,1

30 65.0 64.6

53.822

35 63.2 62.8

53.022,3

40 61.3 60.9

5222

DATOS: Material del recipiente: Aluminio. Geometría del recipiente: Cilíndrico vertical. H altura (húmedo): 82cm = 0.082m H (altura): 13cm = 0.130m Do : 15.5cm = 0.155m Di : 15.2cm = 0.152m

Magua = 1353.7g =1.3537

I.2. Convección natural agua y convección forzada aire.

CUADRO Nº 02Ѳ(min) T1 T2 T3 T4

083

80.8 62.5 26,6

5 65,5 67.2 45 26,610 57,7 56.8 44 26,615 50 49 38 2620 43,1 44.5 35 2625 38,8 39.7 33 26,5

3035,1

36.1 30.5 26,2

Page 2: Determinacion de Uo Graficamente

35 32,6 33.6 29 26,440 30,5 31.3 28 26,3

DETERMINACION DE Uo GRAFICAMENTE

I.3. Convección natural aire/natural agua

T (min) T (seg) T H2O (ºC) T aire (ºC)ln(Tw-Ta/Tw(o)-Ta)

0 0 82,5 22,1 05 300 78,1 22 -0,076

10 600 75,1 22,2 -0,13115 900 72,1 22 -0,18920 1200 69,1 22 -0,25025 1500 67,2 22,1 -0,29230 1800 65,1 22 -0,33935 2100 63,2 22,3 -0,38740 2400 61,3 22 -0,431

GRAFICA Nº 1

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45

-3

-2.5

-2

-1.5

-1

-0.5

0f(x) = − 0.0627607843137255 xR² = 0.998786888412761

Page 3: Determinacion de Uo Graficamente

DATOS DEL AGUA A T = 82,5ºC.

DENSIDAD = 970.6Kg/m3

Masa = 1.35Kg Cp. = 4.197Kj/KgºK Ao =0.0394m2

−U 1 Ao

maguaCp=−0.062

U 1=0.062∗1.35∗4.197

0.0394=8.92W/m2ºC

I.4. Convección natural agua/forzada aire

CUADRO Nº 6

Nº T (min) T (seg) T H2O (ºC) T aire (ºC)

ln(Tw-Ta/Tw(o)-Ta)

1 0 0 83 26,6 02 5 300 65,5 26,6 -0,3713 10 600 57,7 26,6 -0,5954 15 900 50 26 -0,8655 20 1200 43,1 26 -1,2046 25 1500 38,8 26,5 -1,5257 30 1800 35,1 26,2 -1,8538 35 2100 32,6 26,4 -2,2119 40 2400 30,5 26,3 -2,603

GRAFICA Nº 2

Page 4: Determinacion de Uo Graficamente

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45

-3

-2.5

-2

-1.5

-1

-0.5

0f(x) = − 0.0636933333333334 x + 0.0264222222222226R² = 0.99630781780201

U 2 Ao

maguaCp=−0.063

U 2=−0.063∗1.28∗4.197

0.036=9.40W/m2ºC

DETERMINACION DE Uo TEORICAMENTE.

A. Convección natural agua/convección natural aire. Hallando hnw. (Agua)

CUADRO

Ѳ(min) T1 T2 T3 T40 82.5 79 63.2 22

Tp = Tagua + T pared interna / 2 82.5+79/2 = 80.75

Propiedades del agua a 80.75 º C

CUADRO

δ kg/m3 µ Kg/ms. K w/mºC Pr Β (1/T) ºK971.8 0.000355 0.670 2.22 0.653x10-3

Gr=L3∗δ 2∗g∗β∗(Ta−Twi )

µ2

Page 5: Determinacion de Uo Graficamente

Gr=0.0823∗971.82∗9.81∗0.653 x10−3∗(82.5−79 )

0.0003552=95303640.58

Gr* Pr = 211574082.1

De tablas C = 0.59 n = 1/4

Nu=0.59 (211574082.1)(1 /4 ) = 71.16

hnw=Nu∗KL

=71.16∗0.6700.082

=581.43w /m2 º C

Hallando hna. (Aire)Tp = T ambiente + T pared externa / 2 22+63.2/2 = 42.6ºC

Propiedades del aire a 42.6 º C

δ kg/m3 µ Kg/ms. K w/mºC Pr β (1/T) ºK1.127 1.918¿105 0.02662 0.7255 3.39*10^-3

Gr=L3∗δ 2∗g∗β∗(Twe−T ∞ )

µ2

Gr=0.0823∗1.1272∗9.81∗3.39 x 10−3∗(63.2−22 )

¿¿

Gr* Pr =1892324.1

De tablas C = 0.55 n = ¼

Nu=0.55(1892324.1)(1 /4) = 20.40

hna=Nu∗KL

=20.40∗0.026620.082

=6.63w / º C

Hallando U1

Tf = 22+63.2/2 = 42.6ºC

K = 0.02662

1(U 1)

= 1(h na)

+ X(K )

+ 1(hnw)

1(U 1)

= 1(6.63)

+ 0.002(0.02662)

+ 1(581.43)

Page 6: Determinacion de Uo Graficamente

U1 =4.39W¿m2º C

B. Convección natural agua/convección forzada aire. Hallando hnw. (Agua)

CUADRO Nº 12

Ѳ(min) T1 T2 T3 T4

0 83 80.8

62.5 26.6

Tp = Tagua + T pared interna / 2 83+80.8/2 = 81.9ºC

Propiedades del agua a 81.9 º C

CUADRO Nº 13

δ kg/m3 µ Kg/ms. K w/mºC Pr β (1/T) ºK969.8 0.000353 0.684 2.17 0.657x10-3

Gr=L3∗δ 2∗g∗β∗(Ta−Twi )

µ2

Gr=0.0743∗969.82∗9.81∗0.657 x 10−3∗(83−80.8 )

0.0003532=43367777.5

Gr* Pr =94108077.09

De tablas C = 0.55 n = ¼

Nu=0.55(94108077.09)(1/4 ) = 54.17

hnw=Nu∗KL

=54.17∗0.6840.074

=500.7w /m2º C

Hallando hfa. (Aire)

Tp = T ambiente + T pared externa / 2 62.5+26.6 /2 = 44,55ºC

Propiedades del aire a 44.55 º C

CUADRO Nº 14δ kg/m3 µ Kg/ms. K w/mºC Pr v⃑aire (m/s)1.109 1.941*10^-5 0.02699 0.724 13.33

Page 7: Determinacion de Uo Graficamente

ℜ= δ v⃑ Doµ

=1 .109∗13.33∗0.1551.941¿10−5

=118050.5

De tablas C = 0.683 n = 0.466

h fa∗DoKf

=C (ℜ )n∗( Pr )1/3

h fa∗0.1550.02699

=0.683 (118050.5)0 . 466∗(0 .724 )1/3

Hfa =24.67

1(U 2)

= 1(h fa)

+ X(K )

+ 1(h nw)

1(U 2)

= 1(24.67)

+ 0.002(0.02699)

+ 1(500.7)

U2=8.57W¿m2º C