8/18/2019 Ejercicios Calor 1

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1. La pared compuesta de un horno consiste en tres materiales, dos de los cuales son de

conductividad térmica conocida, k A  =20 W/m*K y k C  =50 W/m*K, y de espesor

conocido, LA = 0.30 m y LC =0.15 m. El tercer material, B, que se intercala entre losmateriales A y C, es de espesor conocido, LB= 0,15m, pero de conductividad térmica,

k  B , desconocida.

En condiciones de operación de estado estable, las mediciones revelan una

temperatura de la superficie externa T s,o= 20°C, una temperatura de la superficie

interna T s,i = 600°C, y una temperatura del aire del horno T∞ = 800 °C, Se sabe que elcoeficiente de convección interior h es 25 W/m*K. Cual es el valor de k B?

2. Una pared cilíndrica está compuesta por dos materiales de conductividad térmica k A y

k B, separados por un calentador de resistencia eléctrica muy delgado para el cual las

resistencias térmicas de contacto de las interfases son insignificantes.

Un líquido que se bombea a través del tubo está a una temperatura T∞,i y proporciona

un coeficiente de convección de hi en la superficie interna del compuesto. La superficie

externa se expone al aire ambiente, el cual esta a T∞,o y proporciona un coeficiente de

convección de ho. En condiciones de estado estable, el calentador disipa un flujo de

calor uniforme q”h.

(a) 

Dibuje el circuito térmico equivalente del sistema y exprese todas las

resistencias en términos de variables relevantes.

(b) 

Obtenga una expresión que sirva para determinar la temperatura del calentador,

Th.