PROBLEMAS tabla 4.1 ConvNat.pdf - PROBLEMAS DE CONVECCIÓN...

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PROBLEMAS DE CONVECCIÓN NATURALCORRELACIONES EMPÍRICAS: SUPERFICIES ISOTÉRMICAS.Se calcula h en base a :𝒉̅𝑳𝒌= 𝑵?̅̅̅̅= 𝑪(𝑮𝒓𝑳𝑷𝒓)?(4.8)Donde𝑳es una longitud característica de la configuración.El coeficiente C y el exponente n se determinan de la tabla mencionada y sus valores dependen dela geometría del cuerpo y de las condiciones de régimen establecidas por número de Rayleigh.Todas las propiedades del fluido se evalúan a la temperatura media de película.Las longitudes características??y?en la tabla se refieren a las dimensiones verticales yhorizontales.Para discos horizontales de diámetroDse pueden utilizar las constantes dadas para placashorizontales, tomandoL = (0,9)D.Tabla 4-1Fuente:Teoría y problemas de Transferencia de Calor, Donald Pitts.
PROBLEMAS1)Por una tubería horizontal de acero comercial, circula vapor a una temperatura de 150ºC,la tubería tiene un diámetro de 3”. Calcúlese el flujo de calor si la temperatura del aire es15ºC.Solución:?𝑁 = 3" → ?𝐼 = 77,9 ?? ; ?? = 88,9 ??? = ℎ??(𝑇?− 𝑇)𝑇?=120 + 152= 67,5℃En tablas tenemos:T ºCβ.10-3ºC-1?.10-5m2/sPrk Kcal/mhºC503,101,780,6950,024067,5β?Prk1002,682,30,6810,0272? = 0,02512; 𝛽 = 2,953 × 10−3; ? = 1,962 × 10−5; 𝑃? = 0,6901𝐺?=𝑔𝛽∆𝑇?3?2=9,81 × (88,9 × 10−3)3× (2,953 × 10−3) × (120 − 15)(1,962 × 10−5)2→ 𝐺?= 5,55 × 106Utilizamos la ecuación de Rice para Gr > 3:𝑁??= 0,47(𝐺??𝑃??)0,25= 0,47((5,55 × 106)(0,6901))0,25= 20,79𝑁?=ℎ??→ ℎ =𝑁????=20,79 × 0,0251288,9 × 10−3= 5,88??𝑎??2ℎ℃Acero comercialk=30 Kcal/mhºCVaporTv=150ºCL=3 mTs=120 ºCDN=3”MEDIO EXTERNO (Aire)T=15 ºC
? = 5,88 × 𝜋 × ?? × ? × (120 − 15) = 5,88 × 𝜋 × (88,9 × 10−3) × 3 × 105→ ? = 517,3??𝑎?2)Calcular la perdida de calor desde una pared vertical expuesta a un ambiente con nitrógenoa 40ºF y una atmosfera de presión. La pared tiene 6 pies de altura y 8 pies de anchura, y semantiene a 120 ºF.Solución:De tablas para nitrógeno a una temperatura media de película de Tf= (Ts+T)/2 = 80 ºF:ρ=0,0713lbm/pie3,k=0,01514Btu/hr.pie.ºF,v=16,82x10-5pie2/seg, Pr=0,713Para un gas, β=1/T=1/540=1,852x10-3ºF-1, dando un número de Grashof de:𝐺?

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Term
Spring
Professor
N/A
Tags
Fluido, Transfer ncia de Calor, Convecci n

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