EVALUACIÓN RECUPERATIVA No. 1

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aislante de fibra de vidrio (k= 0.035 W/m °K) se requiere para garantizar que la temperatura externa de un horno de cocina no excederá de 43 °C? La temperatura del horno máxima que mide el termostato es de 290°C, y la temperatura ambiente de la cocina puede variar de 15 ºC a 33 °C, y el coeficiente de transferencia de calor promedio entre la superficie del horno y la cocina es de h =12 W/m2 °C.

Una pared compuesta separa gases de combustión a 2600°C de un líquido refrigerante a 100°C, con coeficientes de convección del lado de gas y del líquido de 50 y 1000 W/m2·°K. La pared se compone de una capa de óxido de berilio de 10 mm de espesor (k1000°K = 21,5 W/m °K) en el lado del gas y una placa de acero inoxidable (AISI 304) de 20 mm de grosor en el lado del líquido (k100°K = 25.4 W/m °K) La resistencia de contacto entre el óxido y el acero es 0.05 m2·°K/W. ¿Cuál es la pérdida de calor por área unitaria de superficie del compuesto? Determine la distribución de temperaturas desde el gas al líquido.

En una etapa de un proceso de recocido, 304 hojas de acero inoxidable se llevan de 300 °K a 1250 °K conforme pasan a través de un horno calentado eléctricamente a una velocidad de Vs = 10 mm/s. El espesor y ancho de la hoja son ts = 8 mm y Ws = 2 m, respectivamente, mientras que la altura, ancho y largo del horno son H0 = 2 m, W0 = 2.4 m, y L0 = 25 m, respectivamente. La parte superior y cuatro lados del horno se exponen al aire ambiental y a sus alrededores, cada uno a 300 K, y la temperatura de la superficie, coeficiente de convección y emisividad respectivos son Ts = 350 K, h = 10 W/m2·K, y εs = 0.8. La superficie inferior del horno también está a 350 K y reposa en una placa de concreto de 0.5 m de espesor cuya base está a 300 K. Estime la potencia eléctrica, Peléc, que se requiere suministrar al horno. Datos: kcemento (a 300 K) = 1,4

W/m·K. Propiedades termofísicas del acero inoxidable AISI 304: ρ = 7.900 kg/m3.

T (K) cp (J/kg·K)

600 557

800 582

En la parte exterior de una caldera existe una temperatura de 80ºC. Para evitar accidentes se construye un muro que aísla la caldera del medio exterior, que se encuentra a 25ºC. Las dimensiones de este muro son, Longitud 18 m; Altura = 8,50 m; Espesor = 0,40 m. Los coeficientes de transmisión de calor son, hCaire-pared interior = 8 Kcal/m2.h.ºC; hC aire-pared exterior = 20 Kcal/m2.h.ºC . La conductividad térmica del muro, k = 0,70 Kcal/m.h.ºC. Determinar:

a) El número de calorías perdidas al exterior a través del muro

b) Si se recubre exteriormente la pared con un material aislante, tanto por la parte que mira a la caldera, como la que da al medio exterior; su espesor es de 1 cm., y su conductividad térmica k*= 0,06 Kcal/m.h.ºC. ¿Cuál será ahora la cantidad de calor cedida al exterior?