TOPICOS SELECTOS DE TRANSFERENCIA DE CALOR.

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO[pic 1]

“Año de la Promoción de la Industria Responsable y del Compromiso Climático”

Facultad de Ingeniería Química

E.A.P. Ingeniería Química

CURSO

TOPICOS SELECTOS DE TRANSFERENCIA DE CALOR

 XXVII Ciclo de Actualización Profesional

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                          Profesor               

Ing. Alberto Emilio Panana Girio

          Integrante             

                        Cabrera Capcha, Jeansheylla Faviola

Mayta Cuestas, Mario Abimelec

                        Pachas Cuellar, Jackelin Fiorella

Quispe Pahuara, Lizeth Celene Gisell

Raucana Gabriel, Katherin Natalia

P2.1 Para un mejor enfriamiento de la superficie exterior de una nevera de semiconductores, la superficie externa de las paredes laterales de la cámara ha sido construida con aletas verticales de enfriamiento fabricado de aluminio, ver la figura. En el plano la cámara es cuadrada. El ancho de las paredes laterales es b = 800 mm, su altura H = 1000 mm; la longitud y el espesor de las aletas son: L= 30 mm y ε= 3 mm respectivamente, y cada una de las paredes tiene 40 aletas.

La temperatura en la base de la aleta es T0 =30°C, la temperatura ambiente TF =20°C, la conductividad térmica del aluminio K=202 w/m°C, el coeficiente de traspaso de calor de la superficie con aletas al ambiente es h=7 w/m2 °C.

Calcular.

1. La temperatura (TL) en el extremo de las aletas y la cantidad de calor (Q) que desprende las cuatro paredes laterales.
2. La cantidad de calor (Q) que en las mismas condiciones se transmitiría al ambiente si las paredes no tienen aletas.
3. La eficiencia de una aleta, (η), y la eficiencia total de la pared con aletas (η¨)

Al resolver el problema se debe suponer que el coeficiente de traspaso de calor de la superficie de los intervalos entre las aletas (superficie lisa sin aletas) es igual al coeficiente de traspaso de calor de la superficie con aletas.

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Solución:[pic 4]

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Paso1: Determinando temperatura (TL) en el extremo de la aleta.

Caso 4: Aleta finita con convección en el extremo de la aleta.

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Hallando valores de m se tiene:

[pic 15]  → [pic 16]

Ademas: L=0.03 m

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Paso2: Determinando Q (Total) de las 4 paredes laterales.

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Hallando:

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Hallando calor de una aleta:

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Hallando calor de todas las aletas:

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Hallando calor de espacio sin aletas:

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Entonces el calor total:

[pic 24]+[pic 25]=702.08+190.4=892.48 w

Paso3: Hallando la cantidad de calor (Q) que en las mismas condiciones se transmitiría al ambiente si las paredes no tienen aletas.

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Paso4: Determinando eficiencia de una aleta.        

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Paso5: Determinando la eficiencia total de la pared con aletas (η¨)

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P2.2 Unas aletas anulares de aluminio de perfil rectangular están unidas a un tubo circular que tiene un diámetro externo de 50 mm y una temperatura de superficie externa de 200° C. Las aletas tienen 4 mm de espesor y 15 mm de longitud. El sistema está en aire ambiental a una temperatura de 20°C y el coeficiente de convección de la superficie es h= 40 W/m2K.

a) ¿Cuáles son la eficiencia y la efectividad de la aleta?

b) Si hay 125 de estas aletas por metro de longitud de tubo, ¿Cuál es la transferencia de calor por unidad de longitud del tubo, con aletas?

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1. Diagrama de flujo

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