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UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA QUÍ ICA PRIMER EXAMEN PARCIAL CURSO: TRANSFERENCIA DE CALOR DOCENTE: DR. GUILLERMO EVANGELISTA BENITES GRUPO: 02 INTEGRANTES ABANTO CASTILLO, GLEEN JHEYSSON ARTEAGA VILLENA, ILIAN MARYORI ARROYO GAMBOA, KAREN NICOL BENITES JULÓN, LUISA DE LOS ANGE CASTILLO NUREÑA, KATHERINE AIME COSTILLA MENDOZA, GREGORY JUAN CARLOS SARMIENTO NARCISO, JHORCH JHAMPIER. ROSALES NAVARRO, JUAN MAURICIO VALLADOLID GIRÓN, Y ANIDED MILAGROS GÉNESIS VILLACORTA BELTRÁN, ÁNGEL RONALDO VILLACORTA MENDOZA, GRETEL ARIANA 2021 Tíx)=a 1 bx ex Siendo el valor de las constantes el siguiente: a = 500 %C: b = -150 "Cm; e = -25 "Cim E Existe una generación uniforme de energia igual a 500 W/m'. Las propiedades del material co Cp=3x 10% son: densidad — 1800 kg/m”: conductividad k — 30 W/m.C: calor espe J/kgC. Se pide determinar: a) El calor que entra y sale del material. b) El calor almacenado en el material. * Derivando: ¿Llarbitrex] E] d + ab — de ¡Oeblx+rcix ¿2bx+3cí * Aplicando la Ec. Fourier: ; dr s Osa. Es. A. (2bx+30 KA. dE k.A.(2bx+. ) A Ong Q(01==k. A. (0/=0 2 Oo 0, (1)=k. 4 (2b+30 ps >clism [2e—a0o£ jose caso] ramos mo) ¡ m mi) Para hallar el calor almacenado: Qurmcceraro = Qiugrso HU generas — Uan Para el calentado: L- 15m D, - 40 em - 0.4 m Tagous 6070 - 333 K T cscaio = 2790 = 300 K h 20750 W/mé. "O Bestoños = 12 W/nY. 0 Datos del coste de electricidad: Precio de electricidad — 0.08 dólar/kKWh Pago — 280 dólares/año SOLUCIÓN DEL PROBLEMA Asumimos algunos criterios: Para el tanque de lámina metáli D. - 46 cm — 0.46 m K sisas de opus — 0.03 Wim 90 Para un aislamiento de fibra de vidrio: h= 0.035 W/m. *C Espesor - 3 cm - 0.03 m Precio — 30 dólares 1. La transferencia de calor que se da en los tanques es constante (no existe variaci con el tiempo). 2. La transferencia del calor se da de manera uni 3. La pérdida de calor de las superficies superior e inferior es ireccienal. significante. 4. Las resistencias lérmicas del tanque de agua y la capa exterior de chapa fina son insignificantes. Entonces tenemos: R Raga Ra SS Hallamos en primer lugar el área tanto interna como externa del tanque: A=""D,L A/=[3.1416)(0.4m)(15m) A, 1.885m? A¿=1D,L A¿=(3.1416 )(0.46 m)(1.5m) A,=2.168m* Hallamos ahora las resistencias térmicas en el tanque: (50 )(1.885m) m.”C E R=0.0106* : w 023 za! A] R, espa — 2(3.1416)(0.00%_)1:5m) 2 E Raga DAD E Sumando todas las resistencias para hallar la Rtotal: Rasa Ri 9 Rot Requ= (0.0106 1 0.0384 + 0,4943) "C/W Rosca = 0,5433 9C/W La tasa de pérdida de calor del tanque de agua caliente es: Tai Lo E Q R, or 60-27 Cc yA = me Q=60.74W La cantidad y el costo de la pérdida de calor por año son: 0=0u / h =/0.06074/w]| 3651 244_ 2 peas