PROCESOS UNITARIOS
Docente: Ing° Javier Antonio Cossa Cabanillas
EJERCICIOS PROPUESTOS EF
1. Una chimenea de hormigón armado con diámetro interior D2 = 800 mm, diámetro
exterior D3 = 1300 mm, debe ser revestida por dentro con refractario. Determinar el
espesor del revestimiento y la temperatura T3 de la superficie exterior de la
chimenea, partiendo de la condición de que las pérdidas de calor de un metro de la
chimenea no excedan de 2000 W/m, y de que la temperatura T2 de la superficie
interior de la pared de hormigón armado no supere 200°C. La temperatura de la
superficie interior del revestimiento es de T1 = 425°C; el coeficiente de
conductividad térmica de revestimiento es K1 = 0.5 W/m°C; el coeficiente de
conductividad térmica del hormigón es K2 = 1.1 W/m°C.
2. Una pared exterior de una casa se puede aproximar por una capa de 10.16 cm de
ladrillo corriente (k = 0.7 W/m.ºC), seguida de una capa de 3,81 cm de yeso (k =
0.48 W/m.ºC) ¿Qué espesor de aislante de lana de roca (k = 0.065 W/m.ºC)
debería añadirse para reducir en un 80 % la perdida de calor (o la ganancia) a
través de la pared?
3. Una casa tiene una pared compuesta de madera [em = 10 mm, km = 0.109 W/m.ºC],
aislante de fibra de vidrio [ef = 100 mm, kf = 0.035 W/m.ºC] y tablero de yeso [ey =
20 mm, ky = 0.814 W/m.ºC], como se indica en el esquema. El área total de la
superficie es de 350 m2 si el aire interior se mantiene a 20ºC. Calcule
a. la energía calorífica transmitida del interior al exterior si la temperatura exterior
es de -10°C,
b. las temperaturas de las interfaces madera-vidrio y vidrio-yeso.
4. Un tubo de paredes gruesas de acero inoxidable (18% Cr, 8% Ni, k = 19 W/m°C)
de 2 cm de diámetro interior (DI) y 4 cm de diámetro exterior (DE), se cubre con
una capa de 3 cm de aislante de asbesto (k = 0.2 W/m°C). Si la temperatura de la
pared interna del conducto se mantiene a 600°C, calcúlese la pérdida de calor por
metro de longitud. Calcúlese también la temperatura de interface tubo-aislante, T
exterior 100°C
5. Una pared plana de un horno está construida con una capa de ladrillo Silo-cel de
4,5 in., cuya conductividad térmica es de 0.08 Btu/ft·h·ºF, y que está recubierta
exteriormente por una capa de ladrillo común de 9 in., de conductividad térmica 0.8
Btu/ft·h·ºF. La temperatura de la cara interna de la pared es de 1400ºF, y la de la
cara externa es de 170ºF. a) ¿Cuál es la perdida de calor a través de la pared? b)
¿Cuál es la temperatura de la interface entre el ladrillo refractario y el ladrillo
común? c) Suponiendo que el contacto entre las paredes de ladrillo es deficiente y
que existe una “resistencia de contacto” de 0.5 ºF·h·ft2/Btu, ¿Cuál será la pérdida
de calor?
