TRANSFERENCIA CALOR TRANSFERENCIA CALORTRANSFERENCIA CALORTRANSFERENCIA CALORvvTRANSFERENCIA CALOR, Apuntes de Termodinámica

¡Descarga TRANSFERENCIA CALOR TRANSFERENCIA CALORTRANSFERENCIA CALORTRANSFERENCIA CALORvvTRANSFERENCIA CALOR y más Apuntes en PDF de Termodinámica solo en Docsity! 1.- Considere una lámpara incandescente de 150 W. El filamento de la lámpara tiene 5 cm de largo y el diámetro es de 0.5 mm. 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 b) sobre la superficie del bulbo de vidrio 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. Solución: A) Flujo de calor en superficie del filamento [Wm2 ] El área de la superficie del filamento es cilíndrica, por lo tanto: A sf=πlDlD=πlD (0.005m ) (0.0005m) Entonces, conociendo la fórmula del flujo de calor: q́sf= Q A sf = 150W πlD (0.005m ) (0.0005m ) =1.91x 106 W m2 q́sf=1.91 x10 6 W m2 B) Flujo de calor sobre la superficie del bulbo de vidrio El área de la superficie del bulbo es circular, por lo tanto: A sb=πlD D 2 =πlD (0.08m )2=0.0201m2 Entonces, conociendo la fórmula del flujo de calor: q́sf= Q A sf = 150W 0.0201m2 =7460.3880 W m2 q́sf=7460.3880 W m2 c) Costo/ año para mantener la lámpara encendida ocho horas al día: El consumo eléctrico por año se puede representar con la siguiente ecuación: ConsumoElectrico año =(0.15kW ) (8h ) (365 )=438 kWh año Costo año =(438kWh)( $0.08kWh )=$35.04 por año En un recipiente se evapora lentamente agua a una temperatura de 77 °C. El agua está en un recipiente a baja presión rodeado por vapor, como se muestra en el bosquejo siguiente. El valor se condensa a 107 °C. El coeficiente de transferencia de calor global entre el agua y el vapor es 1 100 W/m2 K. Calcule el área superficial del recipiente que se requeriría para evaporar el agua a una tasa de 0.01 kg/s. Sabiendo que: q=ḿw×h fg q=UA (∆T )=ḿw×h fg Despejando el area: A= ḿw×h fg U (∆T ) A= (0,01 kg/ s)(2317 kJ /kg)(1000 J /kJ ) [1100W /(m2° K )][107℃−77℃] Se tiene que es de: A=0,70m2