Nombre del estudiante: Carlos Alberto García, Alejandro NoviaNombre del trabajo: Proyecto 2.2 Fecha de entrega: 10/11/2015 Campus: Lomas Verdes Carrera /Prepa: Ingeniería en Energía y Desarrollo Sustentable Semestre/Cuatrimestre: 3er semestre Nombre del maestro: Omar Aceves 6 4.7 . Justificación y desarrollo del problema……………………………………………4 3.. Solución Final…………………………………………………………………….7 5. Planteamiento del Problema……………………………………………………….... Conclusión Personal……………………………………………………………….. Bibliografía Utilizada…………………………….……………………………….2 2.Indicé: 1. 6 J/kg·K Diámetro hidráulico (dhinterior) = 0. Planteamiento del problema.1.3060 kg/s Densidad (ρ) = 1101.499 W/m·K Calor específico (Cp) = 4054.006 m Velocidad del fluido frio al interior ( ) = 1.0288 m/s . la cual debe obtener una Potencia de Φ= 4500 W. El sistema se encuentra compuesto por una placa que se encuentra flotando. Figura 3 ¿Cuál es el largo L del sistema? Fluido frio: Temperatura de entrada T2e: 10°C Caudal volumétrico (qv2) = 1 m3/h Caudal másico (qm2) = 0. Figura 2 Sistema de intercambio flotante. El interés es localizar el área transversal de intercambio necesario para obtener la potencia especificada.7962 kg/ m3 Viscosidad dinámica (μ) = 0.0013 kg/m·s Conductividad térmica (λ) = 0. 94°C .5527735m 4.07785 kg/s Densidad (ρ) = 1001 kg/ m3 Viscosidad dinámica (μ) = 0. ¿Cuál es el error relativo porcentual del sistema si la placa obtuviera una potencia de 5488. ¿Cuáles son las temperaturas de salida para ambos fluidos según el sistema dimensionado? T1s= 14.3991025m2 3. ¿Cuál es el área transversal que debe de ocupar la placa para obtener la potencia descrita? 0.96% 2.28 m3/h Caudal másico (qm1) = 0.591 W/m·K Calor específico (Cp) = 4184 J/kg·K Diámetro hidráulico (dhexterior) = 0. Resuelve las siguientes cuestiones: 1. ¿Cuál es el largo L de la placa? 0.15915 m Velocidad del fluido caliente al exterior ( ) = 0.Fluido caliente: Temperatura de entrada T1e: 15°C Caudal volumétrico (qv1) = 0.05°C T2s= 10. lo importante es estimar las características al exterior.001135 kg/m·s Conductividad térmica (λ) = 0.2057 W en lugar de 4500 W? 21.5 m/s El largo de la placa no puede superar los 3m De acuerdo a lo anterior. 6236 Una vez obtenido el número de Nusselt. Justificación y desarrollo del problema: Para empezar a resolver el problema empezamos calculando el número de Reynolds al interior y al exterior para poder calcular el número de Nusselt.6673 Reext= ⍴𝑉𝑠 𝑑ℎ µ = 70180. de interés. Reint= ⍴𝑉𝑠 𝑑ℎ µ = 5231.116(Reint0.7253925099 Ф=qm2Cp2E2(T1e-T2e) Después calcularemos NUT despejando de la fórmula de eficiencia 2. ahora podremos despejar nuestra fórmula para calcular el área de la fórmula de NUT: NUT= 𝑘𝐴 𝑞2 𝐶𝑝2 A= 𝑁𝑈𝑇 (𝑞2 𝐶𝑝2) 𝑘 = 0.62W/m2· K hext= 𝑁𝑢 ∙ ⅄ = 𝑑ℎ 1279.3991025m2 .2. calculamos el coeficiente de intercambio por convección (h): hint= 𝑁𝑢 ∙ ⅄ = 𝑑ℎ 3375. el cual representa el poder de intercambio del sistema.8Prext 1/3= 344. calcularemos primero NUT y despejaremos para obtener el área.66-125)Print1/3 = 40. Para calcular NUT primero despejaremos la eficiencia de calentamiento 2 de la fórmula de la potencia térmica: Ф E2= 𝑞𝑚2𝐶𝑝2(𝑇1𝑒−𝑇2𝑒) = 0. El número de Reynolds al interior es transitorio y al exterior es turbulento.5887 Nuext= 0. por lo cual se utilizan las siguientes correlaciones: Nuint= 0.7521 W/m2· K Después Calculamos el coeficiente de intercambio global del Sistema: 1 1 = 𝑘 ℎ𝑖𝑛𝑡 𝑒 ⅄ + + 1 ℎ𝑒𝑥𝑡 = 85.6843 W/m2· K El coeficiente de intercambio global es necesario para poder calcular el Número de Unidades de Transferencia (NUT).2746074 Una vez calculado NUT.023Reext0.24229 Después evaluamos el número de Reynolds para elegir la fórmula que se debe aplicar. junto con el área transversal en donde se realiza la transferencia de calor: NUT= 𝑘𝐴 𝑞2 𝐶𝑝2 Como no tenemos el área transversal y la necesitaremos. Se calcula primeramente el NUT del fluido frio. aplicaremos logaritmo natural a e-Nut en la formula sustituida y calculamos NUT: E2=1-e-NUT 1-E2= NUT = 0. Error= | 𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑅𝑒𝑎𝑙−𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟 𝐴𝑝𝑟𝑖𝑥𝑖𝑚𝑎𝑑𝑜 | 𝑅𝑒𝑎𝑙 ∗ 100% = 21. que son temperatura de salida 1 y 2.Ahora que conocemos el área y que también tenemos el dato del ancho de la placa. tomando como valor real 4500W.055 °C T2s= 𝑞𝑚1𝐶𝑝1 𝐸2(T1e 𝑞𝑚2𝐶𝑝2 − T2e) + T2e = 10. E1= 𝑞𝑚1𝐶𝑝1 𝐸2= 𝑞𝑚2𝐶𝑝2 0. que también podían ser contestados sin el dato del área transversal.1890 T1S= TIe-E1(T1e-T2e)= 14.94°C Para Calcular el error relativo porcentual de un sistema que tiene una potencia de 5488.96% . y la eficiencia 1. despejamos el largo del área transversal de la formula: A=b*h h= A/b= 0.2057W en lugar de 4500W utilizamos la siguiente formula.5527735m Ahora nos queda calcular el resto de los datos. 7521 W/m2· K 85. Solución Final: Dato Fluido 2 (Frio.1890 15°C 10.3.7253925099 10°C 14. Exterior) 70180.6673 Re 40.6843 W/m2· K 0.2746074 0.94°C Error relativo porcentual con respecto a la pregunta 4= 21.6236 1279.055 °C 0.62W/m2· K h k NUT E Te Ts Fluido 1 (Caliente.5887 Nu 3375.96% . Interior) 5231.24229 344. Ed. Mexico. Incropera y D.T. 2000 Lacalle.S.. H. Bibliografía Utilizada: Moran . P. Serv. Publicaciones E. P. : Fundamentos de Termodinamica Tecnica. 5.N. 4a Ed. F. Nieto: Problemas de Termodinamica. De Witt: Fundamentos de Transferencia de Calor.4. Conclusiones Personales Carlos Alberto García: Ahora podemos concluir que se puede calcular la mayor parte de los datos de un sistema de intercambio de calor con fluidos (como el de la clase). Madrid . Pearson Educacion. 1999. calculando la mayor cantidad de datos posibles para después aplicar lo que se llama “Ingeniería inversa”. Alejandro Novia: Ahora entendemos de forma clara como es el intercambio de calor dentro de un sistema termodinámico de intercambio de calor con fluidos así como conocemos como calcular la mayoría de los datos con los que trabaja un sistema de este tipo.I. Reverte.M.I.J. Shapiro.