Eg022 convección ejercicio
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1 ENUNCIADO Mecanismos de Transferencia de Calor: CONVECCIÓN Ejercicio guiado
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ENUNCIADO
Mecanismos de Transferencia de Calor: CONVECCIÓN
Ejercicio guiado
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Para los fines de la transferencia de calor, un hombre de
pie se puede considerar como si fuera un cilindro vertical
de 30 cm de diámetro y 170 cm de longitud, con las
superficies superior e inferior aisladas y con la superficie
lateral a una temperatura promedio de 34ºC.
Enunciado
a) Para un coeficiente de transferencia de calor por
convección de 15 W/m2·ºC, determine la razón de la
pérdida de calor de este hombre, por convección, en
un medio ambiente a 20ºC.
b) Si se conecta el ventilador, el coeficiente de
transferencia de calor por convección asciende a 80
W/m2·ºC. Determine la razón de la pérdida de calor
del hombre en esta situación
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1. Condiciones estacionarias
2. No se considera la radiación
Taire
Qconvección
Aire de la habitación
planteamiento
1. Dibuja el esquema del problema
Aire de la
habitación
20ºC
Qconvección
170 cm 30
cm
34ºC
2. Introduce las condiciones de
contorno
3. Define las propiedades de la
convección
4. Define las hipótesis
h= 15W/m2·K
planteamiento
5. Identifica las cuestiones: ¿qué es lo
que se pide?
6. Identifica la solución: ¿cómo puedo
obtener la solución?
o a: Potencia calorífica. Calor
transmitido, al fin y al cabo. En W.
o b: Repetir el ejercicio, variando el
coeficiente de convección: se trata de
una comparativa.
Se plantea en los siguientes apartados
5
Evacuar calor por una superficie:
Convección
convección => Ley de Newton
As = DL= (0,3 m)(1,70 m) = 1,60 m²
ThAQ sconv
As es la superficie exterior del
cilindro. La parte inferior y
superior se consideran
aisladas.
resolución: apartado a.7. Define el mecanismo de
transferencia de calor
8. Define la Ley asociada a ese
mecanismo de transferencia
9. Particulariza la Ley a la geometría
del problema
10. Aplica los valores numéricos
conocidos
W336 C20))(34mC)(1,60W/m(15 22 ThAQ sconv
6
W1.792 C20))(34mC)(1,60W/m(80 22 ThAQ sconv
resolución: apartado b.
11. Repetir el ejercicio, adecuando los
nuevos valores numéricos
12. Extrae conclusiones, analiza los
valores
Cuadriplicar el coeficiente de convección implica cuadriplicar también el calor
evacuado. Un mayor coeficiente de convección implica una mayor refrigeración.
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