Transferencia de Calor MECD543 GR3

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Transferencia de Calor MECD543 GR3

Proyecto del segundo bimestre: Aplicación de los conocimientos de transferencia de calor por convección y radiación

Integrantes:

El proyecto del segundo bimestre de la materia de Transferencia de Calor consiste, de manera general, en estudiar el fenómeno de convección tanto en flujo externo e interno, así como el fenómeno de radiación térmica.

En los mismos grupos de trabajo del proyecto del primer bimestre responder al siguiente enunciado:

Un ingeniero en aire acondicionado de edificios en Guayaquil (Ustedes) está diseñando un sistema de ductos para transportar aire frío desde una unidad manejadora de aire (UMA) que se encuentra en la terraza del edificio hacia los espacios acondicionados. El aire frío se produce en la UMA a una temperatura de 7°C y fluye por 20 metros de longitud de un ducto delgado rectangular de 580 mm x 580 mm a una velocidad promedio de 7.5 m/s antes de ingresar al interior del edificio.

El ingeniero en aire acondicionado conoce que en Guayaquil la temperatura del aire crítica al exterior es de 37°C y la velocidad del aire exterior es de 2.2 m/s y desea calcular las ganancias de calor provenientes desde el exterior para dimensionar el espesor del aislante que debería usar en las paredes del ducto. En el mercado tiene dos materiales disponibles, lana de vidrio de 28 kg/m3 y poliestireno expandido.

Además, el ingeniero en A/C quiere analizar si vale la pena o no utilizar un recubrimiento de aluminio brillante al exterior del aislante si se sabe que durante el día la temperatura del cielo se puede estimar como el mismo valor de la temperatura ambiente. ¿Qué sugeriría Usted(es)?

Presentación de proyectos segundo bimestre:

Se debe presentar el reporte en el presente formato. El reporte debe tener no más de 6 páginas entre Introducción y Conclusiones y recomendaciones: Deberá incluir al menos las siguientes secciones:

1. Carátula u hoja de presentación
2. Resumen ejecutivo
3. Abstract
4. Introducción
5. Estudio de convección: Cálculo de coeficiente de transferencia de calor del ducto con el fluido exterior e interior
6. Dimensionamiento del aislante
7. Estudio de radiación: ¿Es necesario el uso del recubrimiento de aluminio al exterior?
8. Conclusiones y recomendaciones
9. Referencias
10. Anexos

Por favor, citar las fuentes sea con formato APA o IEEE. El uso del inglés será considerado como una nota extra (hasta un 15% adicional). Información extra que no se ha solicitado, será también valorada (por ejemplo, análisis de costos).

Cualquier dato que deba asumir debe ser referenciado.

OBJETIVO DETERMINAR ESPESOR AISLANTE

CONDICIONES PARA ANÁLISIS DE FLUJO EXTERNO

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Obtengo el Reynolds:

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Donde:

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Obtengo las propiedades a la temperatura de película

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Usando Matlab:

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Con estos datos, obtendremos el Reynolds.

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Para este caso, usaremos la Correlación de Churchill and Bernstein, para lo cual se debe cumplir con la siguiente condición:

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Condición que se aprueba, por tanto, aplicamos la correlación.

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Con este número de Nusselt, calcularemos el coeficiente de convección del aire para flujo externo:

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Finalmente:

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ANÁLISIS POR FLUJO INTERNO

Supongo una temperatura de salida del fluido 10°C, por tanto, obtengo la temperatura a la que evaluaré las propiedades.

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