DATOSUna corriente DIAM 1 in ced 40 promedio de vel 2.44 m/s a 107.8 “C en Tm 65.6 °C vapor es hc = a) Calcule el c tvap 107.8 °C b) Estime el co ho 10500 w/m2*k c) Calcule la v i 0.305 m temperatura p kacero 45.3 w/m*k apendice A5 Di 0.02664 m Do 0.0334 m prop 65.6 °C Tablas de temperatura vs visc Npr 2.72 T°C visc Den 980 kg/m3 0 1.786 k 0.633 W/m*k 15.6 1.131 visc 4.32E-04 kg/m*s 26.7 0.86 punto 9 37.8 0.682 tw visc-w 65.6 0.432 85 0.3447975051 0.0003448 kg/m*s 93.3 0.3066 punto 10 121.1 0.2381 Nre 147457.33 148.9 0.1935 paso 11 204.4 0.1384 hL 21411.48 W/m2*K 260 0.1042 315.6 0.0862 paso 12 calculos de areas Ai 0.0255260686 Am 0.0287647365 FORMULAS Ao 0.0320034044 �_𝑖=𝜋∙𝐷_𝑖∙� �_𝑚=𝜋∙(�_�∗�_𝑜)/2∙ paso 14 calculo de resistencias Ri 0.001829656 �_0=𝜋∙𝐷_0∙� Rm 0.0025939291 �_�=1/(ℎ_�∗�_� ) Ro 0.0029758739 RT 0.007399459 �_𝑚=((�_�∗�_�)/2)/(�_𝑎𝑐𝑒𝑟𝑜 calculo de caida de temperatura 𝑐𝑎𝑖𝑑−�=(�_𝑖/�_� )∗(�_𝑣𝑎𝑝+�_𝑚 ) caida-T 10.434747068 °C paso 16 �_0=1/(ℎ_0∗�_0 ) Tw 76.034747068 °C �_�=�_�+�_�+�_0 fobj 76 paso 19 calculo de Ui �_�=1/(�_𝑖∗�_� ) Ui 5294.3921046 W/m2 paso 20 calculo de q q 5703.1196841 W q=�_�∗�_�∗(�_𝑣𝑎𝑝+�_𝑚 ) PASO 21 fobj 80.375760135 paso 19 calculo de Ui Ui 0.000018101 W/m2 paso 20 calculo de q q 8.786295E-06 W Una corriente de agua fluye por un tubo de acero de 1 pulg, de cédula 40, a una temperatura promedio de 65.6 °C. con velocidad de 2.44 m/s, y se calienta por condensación de vapor a 107.8 “C en el exterior de la pared del tubo. Se estima que el coeficiente del lado del vapor es hc = 10500 W/m2 * K. a) Calcule el coeficiente convectivo hi del agua en el interior del tubo. b) Estime el coeficiente general Ui con base en el área de la superficie interna. c) Calcule la velocidad de transferencia de calor q para 0.305 m de tuberia con temperatura promedio del agua de 65.6 °C. temperatura vs visc visc-pred T vs VISC 1.78019411 2 1.14568344 1.8 0.86105616 f(x) = 8.12924530892318E-14x^6 - 8.46428983647563E-11x^5 + 3.48317602512536E-08x^4 - 7.26717116316614E-06x^3 + 0.0008259002x^2 - 0.0519165631x + 1.7801941108 0.67014325 R²1.6= 0.9997473021 0.4257849 1.4 0.31819007 1.2 0.24201763 1 0.18259532 0.14312158 0.8 0.10283458 0.6 0.08637897 0.4 0.2 FORMULAS 0 0 50 100 150 200 250 300 350 �_𝑖=𝜋∙𝐷_𝑖∙� �_𝑚=𝜋∙(�_�∗�_𝑜)/2∙� �_0=𝜋∙𝐷_0∙� �_�=1/(ℎ_�∗�_� ) =((�_�∗�_�)/2)/(�_𝑎𝑐𝑒𝑟𝑜∗�_0 ) �_0=1/(ℎ_0∗�_0 ) �_�=�_�+�_�+�_0 08259002x^2 - 0.0519165631x + 1.7801941108 P 1 atm DATOS Tcons 115.6 °C Se hierve agua a 1 atm abs Di 0.656 m condensa a 115.6 “C en la 0.984 m. El fondo tiene un Hr 0.984 m como las paredes laterales hliq. 0.656 m de la chaqueta para transf dx 3.2 mm 0.0032 m 16.27 W/m * K. El coeficie estimado de 10200 W/m2 k 16.27 W/m2*K ho para la superficie inferio hi 10200 W/m2*K Ted 100 °C Tw 102.2592354 °C ∆T 2.25923544 °C h o ho 64.11494408 w/m2*K SE OCUPA EL VALOR ABSOTULO QUE EN ESTE CASO ES 10 q/A 144.8507539 W/m2 A 1.351940416 m2 resistencias Ri 7.251741E-05 Rw 0.000145481 Ro 3.691757E-05 RT 0.000254916 ∆T 2.25923544 Tw 102.2592354 fobj 0 Se hierve agua a 1 atm abs de presión en una olla enchaquetada, con vapor de agua que se ondensa a 115.6 “C en la chaqueta. El diámetro interior de la olla es 0.656 m y su altura 0.984 m. El fondo tiene una ligera curvatura, pero se supondrá que es plano. Tanto el fondo omo las paredes laterales están enchaquetadas hasta una altura de 0.656 m. La superficie de la chaqueta para transferencia de calor es 3.2 mm de acero inoxidable con valor de k de 16.27 W/m * K. El coeficiente del vapor condensado hi dentro de la chaqueta tiene un valor estimado de 10200 W/m2 . K. Prediga el coeficiente de transferencia de calor por ebullición ho para la superficie inferior de la olla.p TE CASO ES 10 q 195.8295885 W 0.195829589 kW M 3.00E+02 lbm/h °F DI 1 in 0.08333333 f T L 5 in 70 Te 60 °F 190 Tw 180 °F 180 den 69.9 lbm/f3 Cp 0.875 btu/lbm*F k 0.32 btu/lbm*F n 0.458 Ts 84.9117291 °F Tb 72.4558646 K (contante reologica 0.14386544 lbs*s^n/f2 punto 11 sigma 1.29585153 NGz 164.0625 ha 46.4523655 q 6539.3289 ∆T1 107.544135 °F ∆T2 107.544135 °F fobj 6.9649E-16 lbs*s^n/f2 Un puré de banana, que es un fluido no newtoniano que obedece la ley exponencial, K(constante reologica ) en el interior de un tubo de 1 .O pulg de DE, y es calentado con un fluido caliente que 0.146 exterior del tubo, El puré de banana entra a la sección de calentamiento, de 5 pies de “F. La temperatura constante de la pared interior es 180 “F. Las propiedades del fluido 0.0417 Charm (Cl), son: r = 69.9 lm/pie3, c,, = 0.875 btu/lb, “F y k = 0.320 btuk * pie *‘F. El flu 0.0503916667 siguientes constantes reológicas: n = 11’ = 0.458 (que puede suponerse constante), y sn . pieT2 a 70 “F y 0.0417 a 190 “F. Puede suponerse que una gráfica de log K en func una línea recta. Calcule la temperatura general de salida del fluido con flujo laminar. Chart Title 0.16 0.14 f(x) = - 0.0008691667x + 0.2068416667 R² = 1 0.12 0.1 0.08 0.06 0.04 0.02 0 60 80 100 120 140 160 180 200 que obedece la ley exponencial, fluye a 300 lb,/h entado con un fluido caliente que circula por el ón de calentamiento, de 5 pies de longitud, a 60 180 “F. Las propiedades del fluido, calculadas por “F y k = 0.320 btuk * pie *‘F. El fluido tiene las e puede suponerse constante), y K = 0.146 lbf * e que una gráfica de log K en función de T “F es lida del fluido con flujo laminar. 160 180 200 En un tubo uniforme de 0.10 m de largo se difunde amoniaco ga (B) a 1 .0132 x lo5 Pa de presión y 298 K. (El diagrama es similar el punto l,pii = 1.013 X lo4 Payen el punto 2,pA2 co.507 X lo4 Pa DATOS es 0.230 x 1O-4 m2/s. ∆Z 0.1 m a) Calcule el flujo específico J_Ai en estado estacionario. T 298 K b) Repita para J_Bi. R 8314 Pa*m^3/Kmol*K P 1.01E+05 Pa DAB 2.30E-05 m^2/s Pa1 1.01E+04 Pa Pa2 5.07E+03 Pa JA 4.6694909E-07 kmol/s*m^2 para nitrogeno pb1 9.09E+04 Pa Pb2 9.59E+04 Pa JB -4.6694909E-07 kmol/s*m^2 o se difunde amoniaco gaseoso (A) en N2 gaseoso K. (El diagrama es similar al de la Fig. 6.2-l .) En to 2,pA2 co.507 X lo4 Pa. La difusividad DAB ado estacionario.