TRABAJO DE TRANSFERENCIA DE CALOR

EJERCICIO DE CONVECCIÓN EXTERNA FORZADA

PRESENTADO POR

HAROLD URUEÑA CARO

LUIS FELIPE FERNÁNDEZ VEGA

PRESENTADO A

ING. CARLOS BELLO BLANCO

UNIVERSIDAD DEL ATLÁNTICO

INGENIERÍA MECÁNICA

BARRANQUILLA - ATLÁNTICO

12 DE OCTUBRE DE 2015

EJERCICIO

El peso de una placa plana delgada que tiene un tamaño de 50 cm x 50 cm se equilibra mediante un contrapeso que tiene una masa de 2 kg, como se muestra en la figura. Ahora se enciende un ventilador y aire a 1 atm y 25°C fluye hacia abajo sobre las dos superficies de la placa, con una velocidad de la corriente libre de 8 m/s. Determine la masa que es necesario añadir al contrapeso para equilibrar la placa en este caso.

SOLUCIÓN

Para resolver este problema se tuvieron en cuenta las siguientes suposiciones:

1. El flujo es estacionario e incompresible2. El número de Reynolds crítico es Recr=5×105.3. El aire es un gas ideal. 4. Las superficies de la placa son lisas

Propiedades de la densidad y viscosidad cinemática del aire a 1 atm y 25 ° C son:

ρ=1.184kg /m3

ν=1,562×10−5m2/s Tomados de la tabla (tabla A-15) del Cengel 4ta edición.

El número de Reynolds es:

Re=VLv

=(8 ms)(0.5m)

1.562 x10−5m2

s

=2.561 x105

Teniendo un número de Reynolds critico de 5×105 , tenemos que nuestro flujo es laminar ya que el Reynolds hallado es menor al número de Reynolds crítico.

El coeficiente de fricción promedio:

C f=1.33

Re0.5

= 1.33

(2.561x 105)0.5=0.002628

Fuerza de arrastre:

FD=C f A sρV 2

2

FD=(0.002628 ) [ (2x 0.5 x0.5 )m2 ](1.184

kgm3 )(8 ms )

2

2=0.04978N

Masa correspondiente para equilibrar la placa:

m=FDg

=0.04978N

9.81ms2

=0.00507kg=5.07 g

RESPUESTA

Por lo tanto, la masa del contrapeso debe ser 5 g para contrarrestar la fuerza de arrastre que actúa sobre la placa.