SOLUCIÓN DE EJERCICIOS
TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN
SOLUCIÓN PROBLEMA 5-102 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN.
5-102 Considere una casa cuyo muro sur es del tipo Trombe de 30 cm de espesor para el que la conductividad térmica es k 0.70 W/m · °C y la difusividad térmica es a 0.44 106m2/s. En la tabla se dan las variaciones de la temperatura ambiente Text y el flujo de calor solar q · solar incidente sobre una superficie vertical que da cara hacia al sur durante todo el día, para un día típico de febrero, en intervalos de 3 h. El muro Trombe tiene una vidriera sencilla con un producto de absortividad-transmisividad de k 0.76 (es decir, 76% de la energía solar incidente es absorbida por la superficie expuesta del muro Trombe) y se determina que el coeficiente combinado promedio de transferencia de calor para la pérdida de calor del muro hacia el ambiente es hext 3.4 W/m2 · °C. El interior de la casa se mantiene a Tint 20°C en todo momento y el coeficiente de transferencia de calor en la superficie interior del muro es hint 9.1 W/m2 · °C. También, las ventilas en el muro se mantienen cerradas y, de este modo, la única transferencia de calor entre el aire que está en el interior de la casa y el muro Trombe es a través de la superficie interior de este último. Si la temperatura del muro varía linealmente entre 20°C en la superficie interior y 0°C en la exterior a las 7 AM y se aplica el método explícito en diferencias finitas con un espaciamiento nodal uniforme de x 5 cm, determine la distribución de temperatura a lo largo del espesor del muro Trombe después de 6, 12, 18, 24, 30, 36, 42 y 48 h y trace una gráfica de los resultados. Asimismo, determine la cantidad neta de calor transferido hacia la casa desde el muro durante el primer día si dicho muro tiene 2.8 m de alto y 7 m de largo.
Solución:
Solución 1: Canal
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