7/24/2019 Ejercicio 1.90 en El Programa EES

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Ejercicio 1-90. Vuelva a considerar el problema 1-89. Usando elsoftware EES (u otro euivalente! trace la "r#$ca del coe$ciente detransferencia de calor por convecci%n en funci%n de la temperatura dela super$cie del alambre& en el ran"o de 100' a )00'. *iscuta losresultados.

Ejercicio 1-89. Un cable el+ctrico de ,.1 m de lar"o 0., cm dedi#metro es etendido a trav+s de una /abitaci%n ue se mantiene a,0'. En el cable se "enera calor como resultado de la disipaci%n dela ener"a el+ctrica al medirse la temperatura de la super$cie delcable& resulta ser de 180' en condiciones de operaci%n estacionaria.2simismo& al medirse el voltaje la corriente el+ctrica en el cable&resultan ser de 110 V ) 2& respectivamente. Si se i"nora cualuiertransferencia de calor por radiaci%n& determine el coe$ciente detransferencia de calor por convecci%n para la transferencia entre la

super$cie eterna del cable el aire de la /abitaci%n.

Figura 1. Cable elctrico para el ejercicio 1-89.

Soluci%n del problema en el pro"rama EES34ara resolver el problema en el pro"rama EES& debemos in"resar losdatos ue nos dan en el ejercicio plantear las ecuaciones de lasi"uiente manera

1! 4ro"ramaci%n del problema3

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,! 5btenci%n de la tabla de resultados para el coe$ciente

de transferencia de calor por convecci%n en funci%n dela temperatura de la super$cie del alambre en el ran"ode 100' a )00'.

)! 6r#$ca del coe$ciente de transferencia de calor porconvecci%n en funci%n de la temperatura de lasuper$cie del alambre en el ran"o de 100' a )00'.

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7nterpretaci%n de resultados3En la "r#$ca se puede observar claramente ue mientras sube latemperatura de la super$cie del cable (sup!& el valor del coe$cientede transferencia de calor por convecci%n (/! disminue.2s mismo se aprecia en la "r#$ca en los valores obtenidos en la

tabla ue mientras la temperatura del cable (sup! incrementadesde 100 ' /asta ,00 ' aproimadamente& el valor del coe$cientede transferencia de calor por convecci%n (/! disminue

considerablemente desde 312.6 W

m2. /asta

138.9 W

m2. & pero a

partir de ese valor tiende a estabili:arse en un poco menos de

90 W

m2. .

Ejercicio 1-89.

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4lanteamiento de datos ecuaciones para resolver elejercicio3*atos3L=2.1m

D=0.2cm=0.002m

T=20

Ts=180

V=110V

I=3A

h=?

Soluci%n3;rea lateral3A=2rL=DL

A=2(0.002m)

A=0.0132m2

2plicaci%n de la le de

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Q

A=h(TsT)

Q=hA(TsT)

h= Q

A(TsT)

h= 330W

0.0132m2(18020)

h=156.26 W

m2.

El valor del coe$ciente de transferencia de calor por convecci%nobtenido en esta secci%n del problema es =nicamente para el valor de

la temperatura de la super$cie del alambre de 180 .