EJERCICIO DE TRANSFERENCIA DECALOR

. Determine las pérdidas de frío a través de las paredes metálicas en acero inoxidable 304 de un tanque, de fondo cónico, cuerpo cilíndrico y tapa plana acuerdo a los datos siguientes

Diámetro cuerpo cilíndrico 1,00 m

Altura cuerpo cilíndrico 1,10

Angulo de conicidad 70º

Espesor de la lámina 2 mm

Temperatura interior -2°C

Coeficiente de película interior 6 Kcal/hr m2 °C

Temperatura exterior 35°C

Coeficiente exterior 12 Kcal/hr m2 °C.

Realice un dibujo de cada una de las partes del tanque.

Se debe establecer el formulismo de flujo de calor en paredes cónicas.

Flujo de calor a través de la pared plana:

K acero = 40 Kcal /hr m °C

A pared = πr2 = 3.1416*(0.25)m2 = 0.7854 m2 .

ΔT = 35 – (-2) = 37°C

X = 0.002 m.

Q pared = KA ΔT/X

Q = (40*0.7854*37)/0.002

Q = 581196 Kcal/hr

Flujo de calor a través de la pared del cilindro:

K acero = 40 Kcal /hr m °C

ΔT = 35 – (-2) = 37°C

X = 0.002 m.

L = 1.1 m.

R1= 0.50 m.

R2= (0.50 + 0.002) = 0.502 m.

Rt= 1/(2πr1Lha) + ln (r2/r1)/(2πKL) + 1/(2πr2Lhb)

Calculando la resistencia total:

Rt= 1/(6.28*0.50*1.1*6) + ln(0.502/0.50)/(6.28*40*1.1) + 1/(6.28*0.502*1.1*12)

Rt= 1/20.724 + 0.00399/276.32 + 1/41.613

Rt= 0.048 + 0.0000144 + 0.0240 = .072 hr°C/ Kcal

Q = ΔT/Rt = 37°C/(.072 hr°C/ Kcal)

Q = 513 Kcal/hr

Flujo de calor a través de la pared del cono:

El ángulo de conicidad es C = D/L.

La longitud del lado es: 1.42 m

La fórmula a utilizar es:

Q = (π*K*ΔT)/(2*l*(arctg (2r2 + l)/l + arctg (2r1 + l)/l)

Si el cono termina en punta r2 = 0

Q = (6.28*40*37)/(2*1.42*(arctg(1.42)/1.42 + arctg(1+1.42)/1.42)

Q = 9294.4/(2.84*(38.62 + 47.56)

Q = 37.97 Kcal/hr

Perdidas totales : (581196 + 513 + 37.97) = 581746.97 Kcal/hr

...