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    Problemas de Transferencia de Calor

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    PROBLEMAS DE TRANSFERENCIA DE

    CALOR

    Un cuarto de 6 m _ 6 m _ 7 m se calienta por medio del radiador de un sistema de


    calefacción en el que se usa vapor de agua. El radiador de vapor transfiere calor a una
    razón de 20000 kJ/h y se usa un ventilador de 200 Wpara distribuir el aire cálido en el
    cuarto. Se estima que las pérdidas de calor del cuarto se producen con una rapidez de
    cerca de 1 000 kJ/h. Si la temperatura inicial del aire del cuarto es de 5°C, determine
    cuánto tiempo transcurrirá para que esa temperatura se eleve hasta 30°C. Suponga
    Calores específicos constantes a la temperatura ambiente.
    Solución

    FEUS
    Ein  Eout  Esis
      
    W  Q in  Q out  mCP T
    PV  RTm
    V  6*6*7  252
    100* 252  0.287 * 278* m
    m  315.84
    KJ h kj kj h 315
    20000 *  0.2  1000 *  *1.007 * 25
    h 60*60 s h 60*60 t
    t  16597 s

    Un calefactor es básicamente un ducto en el cual se colocan unas cuantas capas de


    resistores eléctricos. Un ventilador pequeño tira del aire llevándolo hacia adentro y
    forzándolo a que fluya sobre los resistores, en donde se calienta.
    Entra aire en un calefactor de 1 900 W, a 100 kPa y 15°C, y sale a 75°C. El área de la
    sección transversal de la secadora a la salida es de 100 cm2. Despreciando la potencia
    consumida por el ventilador y las pérdidas de calor a través de las
    paredes de la secadora, determine a) el gasto volumétrico del aire a la entrada y b) la
    velocidad del aire a la salida.
    Solución:

    FEES
    A  100 cm 2
    Q  1900 W
    P  100 Kpa
    T1  15C
    T2  75C
    a)


     m
    V V * A 

    Ein  E out

    Qin  m(h)
    kj 
    1.9  m CP ( T )
    s
    Kj 
    1.9  m(1.005)(60)
    s
     kg
    m  0.03
    s
    PV  RTm
    P  RT 
    100
    
    0.287 *362
    kg
      0.962 3
    m
     0.03 m3
    V  0.03
    0.926 s
    b)


    V
    V
    A
    V  0.03 /100*104  3m / s

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