equipotermiconveccion1
Post on 16-Jan-2016
224 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
Universidad Autónoma del Estado de México Facultad de Ingeniería Ingeniería Mecánica
Diseño de equipo térmico 19/03/2015 Oscar Bernardino Lorenzo No. de cuenta: 1120808 Edgar Montes de Oca Contreras No. de cuenta: 0712615
EJERCICIO TRANSFERENCIA DE CALOR
Se hace circular agua a 95°C por un tubo de cobre de calibre 16 de 1plg,
con una velocidad de 0.6 m/s. La superficie exterior expuesta al aire está a
20°C, con un coeficiente de transferencia de calor superficial de
8.5W/m2°C. Determinar la pérdida de calor de 1m lineal de tubo.
propiedades agua a 95 °C datos
ρ1 961.5kg
m3
⋅:=v 0.6
m
s⋅:=
Di 2.210 102−
⋅ m⋅:=
k1 0.677W
m K⋅⋅:=
Dex 2.54 102−
⋅ m⋅:=
Tex 95 C⋅:=υ1 0.297 10
3−⋅
kg
m s⋅⋅:=
Tw 20 C⋅:=
Pr1 1.85:=kcobre 8.5
W
m2K⋅
⋅:=
con lo que:
Rev ρ1⋅ Di⋅
υ14.293 10
4×=:=
Al ser mayor que 2300, el regimen es turbulento entonces 104<Re<106 y se
supone que |ts-tb|<6°C se aplica la correlacion:
Nu1 0.023 Re0.8
⋅ Pr10.3
⋅ 140.627=:=
hiNu1 k1⋅
Di4.308 10
3×
kg
K s3
⋅
=:= hi 4.308 103
×W
m2K⋅
⋅=
En el exterior existe conveccion libre alrededor del cilindro horizontal. En este
caso las propiedades del fluido se evaluan a temperatura media:
he 8.5W
m2K⋅
⋅:= ρ 993kg
m3
⋅:=T
95 20−
237.5=:=
υ 0.686 103−
⋅kg
m s⋅⋅:=
Pr 4.58:=β 0.357 10
3−⋅
1
C⋅:=
νυ
ρ6.908 10
7−×
m2
s=:=
Calculamos el numero de Gr:
Grβ g⋅ Tex Tw−( )⋅ Dex
3⋅
ν2
9.016 106
×=:=
A partir de este dato calculamos el numero de Raleigh:
Ra Gr Pr⋅ 4.129 107
×=:=
Luego entonces obtenemos el numero de Nussell mediante la siguiente
correlacion:
Nu 0.6 0.387 Ra
1
6⋅ 1
0.559
Pr
9
16
+
8−
27
+
2
:=
Nu 52.521=
khe
Nu Dex⋅6.372
kg
m K s3
⋅⋅
=:=k 6.372
1
m2
W
m K⋅⋅=
Ahora calculamos las perdidas por unidad de longitud de la tuberia:
a ln2.54
2.21
0.139=:=
q
L
2 π⋅ 95 20−( )⋅
1
2.21 102−
⋅ 4.308⋅ 103
⋅
2
a
6.372+
1
2.54 102−
⋅ 8.5⋅
2
+
50.636=:=q
L
resolver ejercicio 8.51 cengel cuarta edicion
top related