UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAFACULTAD DE INGENEIRIA DE PETROLEOTRANSDFERENCIA DE CALOR-PQ-144_______________________________________________________________________________QUINTA PRCTICA DIRIGIDA1. El cuarzo fundido transmite 90% de la radiacin trmica incidente entre 0.2 y 4 Pm. Suponga que cierta fuente de calor se mira a travs de una ventana de cuarzo. Qu flujo de calor en watts se transmitir a travs del material a partir de las fuentes de radiacin de cuerpo negro a a) 800 C, b) 550 C, c)250 C y d)70 C?

2. Una placa de 50 X 30 cm con una emisividad de 0.5 se adhiere al costado de una nave espacial que est perfectamente aislada de su interior. Suponiendo que el espacio exterior es un cuerpo negro a 0 K, determine la temperatura de equilibrio para la placa en un punto del espacio en el que el flujo de calor radiante del Sol es 1500 W/m2. Suponga el comportamiento de cuerpo gris.

3. Se maquina un agujero cnico en un bloque de metal cuya emisividad es 0.5. El hoyo tiene 2.5 cm de dimetro en la superficie y 5 cm de profundidad. Si el bloque metlico se calienta a 550 C, calcule la radiacin emitida por el agujero. Calcule el valor de una emisividad aparente del agujero, definida como la proporcin de la energa real emitida por l a la de la energa que sera emitida por una superficie negra con rea igual a la de la abertura y a una temperatura igual a la de las superficies internas.

4. Se taladra un hoyo de 2.5 cm de dimetro en una placa metlica de 7.5 cm, la cual se mantiene a 260 C. El hoyo est forrado con una hoja delgada que tiene una emisividad de 0.07. Sobre el hoyo, en un lado de la placa, se coloca una superficie caliente a 425 C, la cual tiene una emisividad de 0.5, y el hoyo se deja abierto en el otro lado de la placa. La superficie a 425 C est aislada de la placa en lo que respecta a la conduccin. Calcule la energa emitida por el hoyo abierto.

5. Se hace un agujero cilndrico de dimetro d en una placa metlica de espesor X. Suponiendo que la radiacin emitida a travs del agujero a ambos lados de la placa se debe solamente a la temperatura de la placa, trace la emisividad aparente del agujero en funcin de x/d y la emisividad E del material de la placa.

6. Para medir la temperatura del aire en el interior de un horno, se inserta horizontalmente un termopar envuelto en una funda de acero inoxidable de 3.2 mm (E = 0.6). Las paredes del horno estn a 650 C y la temperatura verdadera del aire es de 560 C. Qu Temperatura indicar el termopar? Suponga conveccin libre del termopar.

7. Para calentar 2.5 kg/s de agua de 35 a 85 C se utilizan gases calientes de escape en un cambiador de calor de tubos con aletas y flujo transversal. Los gases [c, = 1.09 kJ/kg* C entran a 200 y salen a 93 C. El coeficiente de transferencia de calor total es 180 W/m** OC. Calcule el rea de cambiador de calor usando (a) el enfoque DTML y (b) el mtodo de eficacia NUT.

8. Se dispone de un flujo de 230 kg/h de agua a 35 C para utilizarse como enfriador en uncambiador de calor de doble tubo cuya rea de superficie total es 1.4 m*. El agua se usar para enfriar aceite [cp = 2.1 kJ/kg C] a partir de una temperatura inicial de 120 C. Debido a otras circunstancias, no puede permitirse una temperatura de salida del agua superior a 99 C. La temperatura de salida del aceite no debe ser inferior a 60 C. El coeficiente de transferencia de calor total es 280 W/m C. Estime el flujo mximo de aceite que puede enfriarse, suponiendo que el flujo-de agua se fija en 230 kg/h.

9. En un cambiador de calor de flujo a contracorriente entra agua a 99 C. Se utiliza para calentar una corriente de agua fra de 4 a 32 C. El flujo de la corriente fra es 1.3 kg/s, y el flujo de la corriente caliente es 2.6 kg/s. El coeficiente de transferencia de calor total es 830W/m2 C Cul es el rea del intercambiador de calor? Calcule la eficacia del intercambiador de calor.

10. Se usar vapor saturado a 100 lb/pulg2 abs para calentar dixido de carbono en un cambiador de calor de flujo transversal que consiste en cuatrocientos tubos de latn de t pulg de dimetro externo en un arreglo de cuadrados alineados. La distancia entre centros de tubos es 8 pulg, tanto en la direccin normal como en la paralela al flujo. El dixido de carbono fluye transversalmente al banco de tubos, mientras que el vapor se condensa en el interior de los tubos. Se debe calentar un flujo de 1 lb/s de CO2 a 15 lb/pulg2 abs de 70 a 200 F. Estime la longitud de los tubos para llevar a cabo este calentamiento. Suponga que el coeficiente de transferencia de calor por el lado del vapor es 1000 Btu/h pie2 F y desprecie la resistencia trmica de la pared del tubo.

El Profesor 30/06/2015