Ingeniería térmica (2024/2025)
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Durante un incendio, los troncos de varios árboles de roble secos (k = 0.17 W/m 7 m2/s) que inicialmente est n a una temperatura uniforme de 30 °C están expuestos a gases calientes que están a una temperatura de 560°C por un periodo de tiempo de 4 horas, con un coeficiente de transferencia de calor de 65 W/m2 K en su superficie. La temperatura de ignici C. Tratando a dichos troncos como varillas cilíndricas largas de diámetro 20 cm, calcule si dichos árboles secos se incendiarán conforme el fuego arrasa con ellos. Resuelva este problema utilizando el método analítico de aproximación de un término.
Se tiene una esfera y un cilindro de igual volumen fabricados con cobre. Tanto la esfera como el cilindro están inicialmente a la misma temperatura y están expuestos a la convección en el mismo ambiente. ¿Cuál se enfriará más rápido, el cilindro o la esfera y por qué?
Se tiene un satélite de carcasa esférica que tiene un diámetro exterior de 4 m y un grosor de carcasa de 10 mm que está reingresando a la atmósfera. La carcasa del satélite está fabricada de acero inoxidable con propiedades de ρ = 8238 kg/m3, cp = 468 J/kg•K y k = 13.4 W/m•K. Durante su reingreso, la temperatura atmosférica efectiva alrededor del satélite es de 1340°C con un coeficiente de transferencia de calor por convección de 130 W/m2•K. Si la temperatura inicial de la carcasa está a 19°C, calcule la temperatura de la carcasa después de 5 minutos de haber reingresado. Suponga que la transferencia de calor se presenta solamente en la carcasa del satélite.
Un ladrillo de 203 × 102 × 57 mm de tamaño está siendo calentado en un horno a 1250°C y, después, se deja enfriar en un cuarto, cuyo aire está a una temperatura ambiental de 30 °C y un coeficiente de transferencia de calor por convección de 5 W/m2·K. Las propiedades de dicho ladrillo son ρ = 1920 kg/m3, cp = 790 J/kg·K y k = 0.90 W/m·K.
Calcule el tiempo, en horas, que se requiere para enfriar un ladrillo de 1250°C a una diferencia de temperatura de 5 °C desde la temperatura del aire ambiental. (Redondear la respuesta a 2 cifras decimales).
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