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Clase 20

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ASIGNATURA

TRANSFERENCIA DE CALOR

HORARIO: MIERCOLES DE 5 A 7 PM

JUEVES: DE 9 A 12 M
anter.
• La ecuación anterior se puede usar para calcular el flujo de calor a través de un
cilindro de pared gruesa. Se puede poner en una forma más conveniente
expresando el flujo de calor como

El término AL se puede determinar mediante la ecuación:

B
La ecuación anterior se conoce como la media logarítmica, y en el caso particular de
la ecuación anterior rL, se denomina media logarítmica del radio. Es el radio que,
cuando se aplique a una ecuación integrada para una pared plana, dará el valor
correcto del flujo de calor a través de un cilindro de pared gruesa.
• EJEMPLO Un tubo de 60 mm (2.36 in.) de diámetro externo (OD) está aislado
con una capa de espuma de sílica de 50 mm (1.97 in.) de espesor, cuya
conductividad es 0.055 W/m x °C (0.032 Btu/ft x h x °F), seguida de una capa de
corcho de 40 mm (1.57 in.) con una conductividad de 0.05 W/m x °C (0.03 Btu/ft
x h x °F). Si la temperatura de la superficie exterior de la tubería es 150 °C (302
°F) y la temperatura de la superficie exterior del corcho es 30 °C (86 °F), calcule
la pérdida de calor en watts por metro de tubería.
Se emplea el radio logarítmico en vez del radio aritmético, por ser gruesa la capa
donde Tx es la temperatura en la interface entre la sílica y el corcho. De las ecuaciones (A) y (B).
Ejemplo:
La pared de un horno consta de 200 mm de un ladrillo refractario de arcilla, 100 mm
de
ladrillo caolín y 6 mm de placa de acero. La superficie del refractario en contacto con
el fuego está a 1 150 °C, y la superficie exterior del acero está a 30 °C. Un balance de
calor exacto aplicado al horno indica que la pérdida de calor desde la pared es de 300
W/m2. Se sabe que existen delgadas capas de aire entre las superficies del ladrillo y el
acero. ¿A cuántos milímetros del ladrillo caolín equivalen estas capas de aire? Véase el
apéndice 11 para las conductividades térmicas
DATOS

MATERIAL CONDUCTIVIDAD: k=W/m.C


Ladrillo refractario arcilla (A) 1.7
Ladrillo caolín (B) 0.11
Acero (C ) 45

1.7 0.11 45
SOLUCION

A B C

200 mm 100 mm 6 mm
Reemplazando datos
PROBLEMA.
Una tubería estándar de acero de 1 in., Norma (cédula) 40, conduce vapor de agua
saturado a 250 °F. La tubería está aislada con una capa de 2 in. de magnesia a 85%, y
sobre la magnesia lleva una capa de corcho de 1-2 in. de espesor. La temperatura de la
pared interior de la tubería es 249 °F, y la del exterior del corcho es 90 °F. Las
conductividades térmicas, en Btu/ft x h x °F, son: para el acero, 26; para la magnesia,
0.034; para el corcho, 0.03.
Calcular a) la pérdida de calor en 100 ft de tubería en Btu por hora; b) las temperaturas
de los límites comprendidos entre el metal y la magnesia y entre la magnesia y el
corcho.
PROBLEMA

Las caras de una pared de 6 plg de grueso que miden 12 X 16 pies, deberán
mantenerse a 1500°F y y 300°F, respectivamente. La pared está hecha de ladrillo de
caolín aislante. Cuánto calor se pierde por la pared?
SOLUCION

La temperatura promedio de la pared será de 900°F. (De Tablas de transferencia de


calor, la conductividad térmica a 932°F es 0.15 Btu/(h)(pies)( °F)/pie

Extrapolando este valor a 900°F no habrá cambio apreciable.

Q
Q
SOLUCION

Aplicando la ecuación

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