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Serie 3 de Transferencia de Calor
Transferencia de Calor (Ing1860)
Universidad Nacional Autónoma de México
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3-86° La temperatura de ebullición del nitrógeno a la presión atmosférica al nivel del mar (1 atm) es de –196°C. Por lo tanto, es común usar el nitrógeno en los estudios científicos a bajas temperaturas, ya que la temperatura del nitrógeno en un tanque abierto a la atmósfera permanecerá constante a – 196°C hasta que se agote. Cualquier transferencia de calor hacia el tanque dará por resultado la evaporación de algo del nitrógeno líquido, el cual tiene un calor de vaporización de 198 kJ/kg y una densidad de 810 kg/m 3 a 1 atm.
Considere un tanque esférico de 3 m de diámetro que está inicialmente lleno con nitrógeno líquido a 1 atm y –196°C. El tanque está expuesto al aire ambiente a 15°C, con un coeficiente combinado de transferencia de calor por convección y radiación de 35 W/m 2 °C. Se observa que la temperatura del delgado casco esférico es semejante a la del nitrógeno que está en su interior. Determine la rapidez de evaporación del nitrógeno líquido que está en el tanque como resultado de la transferencia de calor del aire ambiente, si dicho tanque
a) no está aislado b) está aislado con fibra de vidrio (k 0 W/m °C) de 5 cm de espesor c) está aislado con un superaislamiento de 2 cm de espesor que tiene una conductividad térmica efectiva de 0 W/m °C.
a) no está aislado
Universidad Nacional Autónoma de México Facultad de Estudios Superiores Cuautitlán Carrera: Ingeniería Química Alumno: Vázquez Sánchez José Antonio Profa: Gilberto Altilano Amaya Ventura Asignatura: Transferencia de Calor Grupo: 1502
Cuando no está aislado se simplifica
b) está aislado con fibra de vidrio (k= 0 W/m °C) de 5 cm de espesor
Cuando no hay coeficiente convectivo interior se simplifica
c) está aislado con un superaislamiento de 2 cm de espesor que tiene una conductividad térmica efectiva de 0 W/m °C.
Cuando no hay coeficiente convectivo interior se simplifica
3-87° Repita el problema 3-86 para el oxígeno líquido, el cual tiene una temperatura de ebullición de –183°C, un calor de vaporización de 213 kJ/kg y una densidad de 1 140 kg/m 3 a la presión de 1 atm.
c) está aislado con un superaislamiento de 2 cm de espesor que tiene una conductividad térmica efectiva de 0 W/m °C.
Cuando no hay coeficiente convectivo interior se simplifica
3-83I El vapor que sale de la turbina de una planta generadora a 100°F se condensa en un gran condensador, por enfriamiento con agua que fluye por tubos de cobre (k 223 Btu/h ft °F) con diámetro interior de 0 in y exterior de 0 in a una temperatura promedio de 70°F. El calor de vaporización del agua a 100°F es 1037 Btu/lbm. Los coeficientes de transferencia de calor son de 2 400 Btu/h ft 2 °F en el lado del vapor, y de 35 Btu/h ft 2 °F en el lado del agua. Determine la longitud requerida del tubo para condensar el vapor a razón de 250 lbm/h.
Serie 3 de Transferencia de Calor
Materia: Transferencia de Calor (Ing1860)
Universidad: Universidad Nacional Autónoma de México
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