Baixe Transferencia de calor, fenómenos de transporte. e outras Exercícios em PDF para Fenômenos de Transporte, somente na Docsity!
TALLER #
FENÓMENOS DE TRANSPORTE
o Luisa salcedo mesa.
o Stefany rojas Perdomo.
o Juan José Salazar Salazar.
o Angue Tatiana Gómez Caro.
o Juan Sebastián Ruales.
o Victoria Balanta.
1-
Un elemento resistor cilíndrico en un tablero de circuito disipa 0.8 W de potencia. El resistor tiene
1.5 cm de largo y un diámetro de 0.4 cm. Suponiendo que el calor se va a transferir uniformemente
desde todas las superficies, determine:
a) La cantidad de calor que este resistor disipa durante un periodo de 24
horas.
Q=
Q × Δt
Q=0.8W × 24 h=19.2Wh ×
3600 s
1 h
Q= 69120 j×
1 kj
1000 j
Q=69.12kj
b) El flujo de calor.
Área de la superficie:
A
s
= 2 ×
π D
2
A
s
= 2 ×
π ×(0.4 cm)
2
A
s
=2. 136 cm
2
Flujo del calor:
q ˙=
Q
A
s
q ˙=
0.8 W
2.136 cm
2
q=0.
W
cm
2
c) La fracción de calor disipada desde las superficies inferior y superior.
cm
cm
%q=
q base
q ˙
× 100
%q=
W
cm
2
q ˙ base
× 100
Flujo de calor de la base:
q ˙ b
Q
A
b
Área de la base:
A
b =π × r
2
A
b
=π ×
0.4 cm
2
A
b
=0.1256 cm
2
Por lo que:
q=
0.8 W
0.1256 cm
2
q ˙=6.
W
cm
2
Ya para finalizar:
%q=
W
cm
2
W
cm
2
× 100
%q=5.857 %
Como es un resistor cilíndrico, podemos decir que tiene dos bases, entonces:
%q=5.857 % × 2
%q=11.7 %
1-16I. Un chip lógico usado en una computadora disipa 3 W de potencia en un medio de 120°F y
tiene un área superficial de transferencia de calor de 0.08 in2. Suponiendo que la transferencia de
calor desde la superficie es uniforme, determine:
a) La cantidad de calor que este chip disipa durante un día de trabajo de 8 horas, en kWh.
Q= 3 W
c) El costo total de la energía eléctrica consumida durante este periodo de 2 horas. Tome el costo
unitario de la electricidad como 0.07 dólar/kWh.
Costo total=Energia consumida en las dos horas ( Q) × costo unitario de laenergia
Costo total=¿ 1.6 kWh× 0.
dólar
kWh
Costo total= 0.112 dólar
1-19 Un tablero de circuitos de 15 cm x 20 cm aloja sobre su superficie 120 chips lógicos con poco
espacio entre ellos, cada uno disipando 0.12 W. Si la transferencia de calor desde la superficie
posterior del tablero es despreciable, determine:
a) la cantidad de calor que este tablero de circuito disipa durante un periodo de
10 horas, en kWh.
Q=( 0.12W ) × ( 120 chips )=14.4 W ( por chip)
Q=
Q × Δt
Q=14.4 W × 10 h= 144 Wh ×
1 kw
1000 w
Q=0.14 4 kWh
b) el flujo de calor sobre la superficie de e se tablero, en W/m².
q ˙ s
Q
A
s
q ˙ s
144 w
( 15 × 20 )cm
2
w
cm
2
×
1 0000 cm
2
1 m
2
q ˙ s
w
m
2
1-22 Considere una lámpara incandescente de 150 W. El filamento
de la lámpara tiene 5 cm de largo y el diámetro es de 0.5mm. El
diámetro del bulbo de vidrio de la lámpara es de 8 cm. Determine el
flujo de calor, en W / m2.
a) sobre la superficie del filamento
Área superficial cilíndrica del filamento:
A
s
=π × d × L=π ×( 0.5 × 10
− 1
cm) × ( 5 cm) =
π cm
2
q ˙ s
Q
A
s
q ˙ s
150 w
π cm
2
w
cm
2
×
1 0000 cm
2
1 m
2
q ˙ s
w
m
2
b) sobre la superficie del bulbo de vidrio
Área superficial circular del filamento:
A
s
=π ×( D)
2
=π ×( 8 cm)
2
= 64 π cm
2
q ˙ s
Q
A
s
q ˙ s
150 w
64 π cm
2
×
10000 cm
2
1 m
2
q ˙ s
w
m
2
c) calcule cuánto costará por año mantener esa lámpara encendida durante 8 horas al día, todos los
días, si el costo unitario de la electricidad es de 0.08 dólar/kWh.
Consumo electrico:
Q × Δt
Consumo electrico:( 150 w ) × ( 365 dias× 8 h)
Co nsumo electrico: 438000
wh
año
×
1 kw
1000 w
kw
año
Costo anual= 438
kw
año
× 0.
dólar
kWh
dólar
año
