Parcial 1 Transferencia de Calor Aplicada - Universidad Tecnológica de Panamá - Oct 2024 PDF

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Universidad Tecnológica de Panamá FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA PARCIAL 1 TRANSFERENCIA DE CALOR APLICADA Fecha: 9 de octubre de 2024 Nombre completo Cédula PROBLEMA I (20 pts.): Identificación de los mecanismos de transferencia de calor. Esquematizar las interacciones térmicas que permiten elaborar la siguiente expresión para modelizar el comportamiento térmico de un producto (5 ptos.): ℎ𝐴 −( )𝑡 𝑚𝑐𝑝 𝑇𝑉.𝐶. (𝑡) = 𝑇𝑣𝑎𝑝𝑜𝑟 + [𝑇𝑎𝑚𝑏 − 𝑇𝑣𝑎𝑝𝑜𝑟 ]𝑒 donde h representa el coeficiente de transferencia de calor por convección, T representa la temperatura, m la masa, 𝑐𝑝 es el calor específico y A representa el área de transferencia de calor. La temperatura del ambiente interior y/o exterior se representa por 𝑇𝑎𝑚𝑏. Además, incluya la formulación matemática y la manipulación para obtener la ecuación anterior (5 ptos.), indicando cualquier suposición considerada en esta formulación (10 ptos.). PROBLEMA II (30 pts.): Representación del comportamiento de la transferencia de calor. Representar el comportamiento de la placa tal y como se muestra en la Figura siguiente, mediante la analogía eléctrica (20 ptos.). Indique las hipótesis, si es necesario, con su correspondiente justificación (10 ptos.). Considere el almacenamiento de calor en la placa. PROBLEMA III (25 pts.): Describa la conducción de calor 2D sobre una placa rectangular caliente, de espesor L, en contacto uniforme con un fluido turbulento frío en movimiento (at 𝑇𝑓 , ℎ𝑓 , 𝑉𝑓 ) en una frontera (aislado en la otra frontera), en estado transitorio (15 ptos.) y en estado estacionario (10 ptos.). Considere la no generación de calor, propiedades térmicas constantes y flujo de fluido longitudinal al lado mayor de la placa. PROBLEMA IV (25 pts.): Evidencie la importancia de la inclusión de la capa 2 y capa 3 en el techo de la figura de la derecha. Esto se hará a través de una comparación del flujo de calor que atraviesa los techos (a) y (b). Utilice la analogía eléctrica sin considerar el almacenamiento de calor. Asuma una temperatura exterior (Tout) e interior (Tin) uniformes sobre el techo. Donde e1 = (e2)/2 y e3 = (e1)/2. Las (a) conductividades térmicas son: k1, k2 = k1/100, k3 = k1/10. (b) 1  Universidad Tecnológica de Panamá FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA PARCIAL 1 TRANSFERENCIA DE CALOR APLICADA 2