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    Ejercicios de Radiacion

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    juan c. condori ch.
    Tres rectángulos paralelos experimentan transferencia de calor por radiación. Al separarse de 2m a 8m, la razón de transferencia de calor disminuye un 25.4%. Dos placas paralelas muy grandes mantienen temperaturas de 600K y 400K y tienen emisividades de 0.5 y 0.9, respectivamente. La razón neta de transferencia de calor por radiación entre ellas es de 2795W/m2.

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    Ejercicios de Radiacion

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    juan c. condori ch.
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    Tres rectángulos paralelos experimentan transferencia de calor por radiación. Al separarse de 2m a 8m, la razón de transferencia de calor disminuye un 25.4%. Dos placas paralelas muy grandes mantienen temperaturas de 600K y 400K y tienen emisividades de 0.5 y 0.9, respectivamente. La razón neta de transferencia de calor por radiación entre ellas es de 2795W/m2.

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    Tres rectángulos paralelos experimentan transferencia de calor por radiación. Al separarse de 2m a 8m, la razón de transferencia de calor disminuye un 25.4%. Dos placas paralelas muy grandes mantienen temperaturas de 600K y 400K y tienen emisividades de 0.5 y 0.9, respectivamente. La razón neta de transferencia de calor por radiación entre ellas es de 2795W/m2.

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    Ejercicios de Radiacion

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    juan c. condori ch.
    Tres rectángulos paralelos experimentan transferencia de calor por radiación. Al separarse de 2m a 8m, la razón de transferencia de calor disminuye un 25.4%. Dos placas paralelas muy grandes mantienen temperaturas de 600K y 400K y tienen emisividades de 0.5 y 0.9, respectivamente. La razón neta de transferencia de calor por radiación entre ellas es de 2795W/m2.

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    EJERCICIOS DE RADIACIÓN

    Dos placas paralelas infinitamente largas de


    ancho w están ubicadas a una distancia w entre
    ellas, como se muestra en la figura. Mediante el
    método de las cuerdas cruzadas, determine el
    factor de forma F12.

    SOLUCIÓN
    Usando el método de cuerdas cruzadas ya que se trata
    de una superficie infinitamente larga.
    F ij=
    ∑ Cuerdas cruzadas−∑ Cuerdas no cruzadas
    2 Cuerda sobrela superficie i
    ( 3 4 ) ( 2 + L1 )
    L + L − L
    F ij=
    2w
    Para cada una de las L por propiedades de los triángulos.
    L1=L2= √ w + w =√2 w
    2 2

    L3 = √ w + 4 w = √ 5 w
    2 2

    L4 =w
    Entonces:
    ( √ 5 w+ w ) −( √ 2 w+ √ 2 w ) √ 5+ 1−2 √ 2
    F ij= = =0.204
    2w 2
    Dos rectángulos paralelos alineados con dimensiones 6 m
    x 8 m están separados por una distancia de 2 m. Si los dos
    rectángulos paralelos están experimentando la
    transferencia de calor por radiación como superficies
    negras, determine el cambio porcentual en la razón de
    transferencia de calor por radiación cuando los
    rectángulos se separan 8 m.
    SOLUCIÓN
    Para el factor de forma de F12 de tablas:
    L2/D1 = 8/2=4; L1/D1 = 6/2 = 3 de tablas F12 =0.59
    L2/D2 = 8/8=1; L1/D1 = 6/8 =0.75 de tablas F12 =0.15
    Para la relación:
    4 4
    q 12 ,D =8 m A 1 F 12 σ (T 1 −T 2 ) F 12 0.15
    R= = = = =0.254
    q12 , D=2 m A 1 F 12 σ (T 41 −T 24 ) F 12 0.59
    Dos placas paralelas muy grandes se mantienen a las
    temperaturas uniformes de T1=600 K y T2 =400 K, y tienen las
    emisividades 0.5 y 0.9, respectivamente. Determine la razón
    neta de la transferencia de calor por radiación entre las dos
    superficies por unidad de área de las placas.
    SOLUCIÓN

    Q̇12 σ (T 4 −T 4 ) (5 .67×10−8 W/m 2⋅K 4 )[( 600 K )4 −( 400 K )4 ]


    1 2
    = = =2795 W/m2
    As 1 1 1 1
    + −1 + −1
    ε1 ε2 0.5 0.9
    Dos cilindros concéntricos muy largos de diámetros D1=0.35 m
    y D2=0.5 m se mantienen a las temperaturas uniformes de T1 =
    950 K y T2 = 500 K, y tienen las emisividades 1 y 0.7,
    respectivamente. Determine la razón neta de la transferencia de
    calor por radiación entre los dos cilindros por unidad de
    longitud de los mismos.
    SOLUCIÓN

    A 1 σ (T 4 −T 4 ) [ π (0 .2 m)(1 m)](5 . 67×10−8 W/m2⋅K 4 )[(950 K )4 −(500 K )4 ]


    1 2
    Q̇12 = =

    () ()
    1 1−ε r 1 1−0. 7 2
    +
    2 1 +
    ε ε r 1 0.7 5
    1 2 2
    ¿ 22 ,870 W=22 . 87 kW
    Dos esferas concéntricas de diámetros D1 = 0.3 m y D2 = 0.6 m se mantienen a las
    temperaturas uniformes de T1 = 700 K y T2 = 400 K, y tienen las emisividades e1 = 0.5
    y e2 = 0.7, respectivamente. Determine la razón neta de la transferencia de calor por
    radiación entre las dos esferas. Asimismo, determine el coeficiente de transferencia de
    calor por convección en la superficie exterior si tanto el medio como las superficies
    circundantes se encuentran a 30°C. Suponga que la emisividad de la superficie exterior
    es de 0.35.
    SOLUCIÓN
    Assumptions 1 Steady operating conditions exist 2 The
    surfaces are opaque, diffuse, and gray.
    Properties The emissivities of surfaces are given to be 1 =
    0.1 and 2 = 0.8.
    Analysis The net rate of radiation heat transfer between the
    two spheres is

    Radiation heat transfer rate from the outer sphere to the surrounding surfaces are
    Q̇rad =ε FA 2 σ (T 4−T 4)
    2 surr
    =(0 . 35)(1 )[ π (0 . 8 m )2 ](5 .67×10−8 W/m 2⋅K 4 )[(400 K )4−(30+273 K)4 ]=685W
    The convection heat transfer rate at the outer surface of the cylinder is determined from requirement
    that heat transferred from the inner sphere to the outer sphere must be equal to the heat transfer from
    the outer surface of the outer sphere to the environment by convection and radiation. That is,
    Q̇conv =Q̇12−Q̇rad =1669−685=9845 W
    Then the convection heat transfer coefficient becomes
    Q̇conv .=hA 2 ( T 2 −T ∞ )
    984 W=h [ π (0 .8 m)2 ] (400 K-303 K )⃗ h=5 . 04 W/m 2⋅° C

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