Capítulo 07. Convección externa forzada

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 7-86 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 7-86 Se va a enfriar aire en la sección del evaporador de un refrigerador, al pasarlo sobre un banco de tubos de 0.8 cm de diámetro exterior y 0.8 m de largo…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 7-85 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 7-85 Se va a calentar agua a 15°C hasta que llegue a 65°C al pasarla sobre un haz de varillas calentadoras de resistencia de 4 m de largo y 1 cm de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 7-84 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 7-84 En una instalación industrial se usan gases de escape a 1 atm y 300°C para precalentar agua, al pasarlos sobre un banco de tubos por los cuales fluye el agua a…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 7-83 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 7-83 Repita el problema 7-82 para la disposición de alineados con SL ST 6 cm. Solución: Solución 1: Canal     CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL SOLUCIONARIO DEL LIBRO TRANSFERENCIA DE…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 7-82 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 7-82 Se va a calentar aire al pasarlo sobre un banco de tubos de 3 m de largo en el interior de los cuales se condensa vapor de agua a 100°C. El…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 7-81C TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 7-81C En el flujo a través de bancos de tubos, ¿por qué el número de Reynolds se basa en la velocidad máxima en lugar de la velocidad uniforme de aproximación? Solución: Solución…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 7-80C TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 7-80C En el flujo a través de bancos de tubos, ¿de qué manera varía el coeficiente de transferencia de calor con el número de filas en la dirección del flujo? ¿Cómo varía…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 7-79 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 7-79 La superficie de una señal de tráfico de 0.2 m 0.2 m de dimensiones tiene una absortividad de 0.6 y una emisividad de 0.7, y está sujeta al flujo cruzado de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 7-78 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 7-78 Los gases de escape de una fábrica se descargan a través de una chimenea de 10 m de alto con un diámetro externo de 1 m. Estos gases se descargan a…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 7-77 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 7-77 Una botella cilíndrica de 10 cm de diámetro y 30 cm de altura contiene agua fría a 3°C. Se somete a la acción del viento, con una temperatura del aire de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 7-76 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 7-76 Vuelva a considerar el problema 7-75. Parece haber cierta incertidumbre acerca de la temperatura promedio de las superficies que rodean el tubo usada en los cálculos referentes a la radiación y…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 7-75 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 7-75 Durante una visita a una planta se advierte que una sección de 12 m de largo de un tubo de vapor de agua de 12 cm de diámetro está por completo…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 7-74 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 7-74 Un tanque esférico de 2.2 m de diámetro y de espesor despreciable contiene agua con hielo a 0°C. Sobre él fluye aire a 25°C con una velocidad de 7 m/s. Determine…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 7-73 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 7-73 Vuelva a considerar el problema 7-72. Mediante el software EES (o cualquier otro semejante), trace la gráfica de la temperatura del tanque en función del tiempo de enfriamiento conforme éste varía…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 7-72 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 7-72 Considere un tanque de agua caliente de 50 cm de diámetro y 95 cm de largo, el cual está colocado sobre el techo de una casa. El agua que se encuentra…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 7-71 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 7-71 Un componente electrónico cilíndrico de 0.4 W con un diámetro de 0.3 cm y una longitud de 1.8 cm y que se encuentra montado sobre un tablero de circuito se enfría…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 7-70 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 7-70 Repita el problema 7-69 para un lugar a 3 000 m de altitud donde la presión atmosférica es de 70.12 kPa. 7-71 Un componente electrónico cilíndrico de 0.4 W con un…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 7-69 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 7-69 Los componentes de un sistema electrónico están localizados en un ducto horizontal de 1.5 m de largo cuya sección transversal es de 20 cm 20 cm. No se admite que los…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 7-68I TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 7-68I Se hace un alambre de resistencia eléctrica de 1.5 kW y 12 ft de largo de acero inoxidable (k 8.7 Btu/h · ft · °F) con un diámetro de 0.1 in.…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 7-67 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 7-67 Un foco incandescente es un aparato barato, pero intensamente ineficiente, que convierte la energía eléctrica en luz. Convierte en luz alrededor de 10% de la energía eléctrica que consume, mientras que…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 7-66I TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 7-66I Considere una persona que trata de mantenerse fría en un día caliente de verano al encender un ventilador y se expone todo su cuerpo al flujo de aire. La temperatura de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 7-65 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 7-65 Se extruye un alambre largo de aluminio de 3 mm de diámetro a una temperatura de 280°C. El alambre se sujeta a flujo cruzado de aire a 20°C a una velocidad…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 7-64 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 7-64 Se va a diseñar un sistema de calentamiento para mantener las alas de un avión a la velocidad de crucero de 900 km/h por encima de las temperaturas de congelación durante…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 7-63 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 7-63 Vuelva a considerar el problema 7-62. Mediante el software EES (o cualquier otro semejante), investigue el efecto de la velocidad del viento sobre la temperatura superficial del alambre. Suponga que la…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 7-62 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 7-62 Una línea de transmisión eléctrica de 5 mm de diámetro lleva una corriente de 50 A y tiene una resistencia de 0.002 ohm por metro de longitud. Determine la temperatura superficial…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 7-61 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 7-61 En una planta geotérmica, el agua geotérmica que se usa, a 80°C, entra a un tubo no aislado de 15 cm de diámetro y 400 m de largo, a razón de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 7-60 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 7-60 Un tubo largo de vapor de agua, de 12 cm de diámetro, cuya temperatura superficial externa es de 90°C pasa por alguna zona abierta que no está protegida contra los vientos.…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 7-59 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 7-59 Considere el flujo de un fluido alrededor un cilindro mantenido a una temperatura constante. Ahora se duplica la velocidad del flujo libre del fluido. Determine el cambio en la fuerza de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 7-58 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 7-58 En promedio, una persona genera calor a razón de 84 W mientras está en reposo. Si la cuarta parte de este calor se pierde por la cabeza y se descarta la…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 7-57I TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 7-57I Vuelva a considerar el problema 7-56I. Mediante el software EES (o cualquier otro semejante), investigue los efectos de la temperatura del aire y de la velocidad del viento sobre la razón…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 7-56I TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 7-56I Una persona extiende sus brazos descubiertos hacia el viento que sopla en el exterior a 54°F y 30 mph para tener una sensación íntima de la naturaleza. En un principio, la…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 7-55 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 7-55 Vuelva a considerar el problema 7-54. Mediante el software EES (o cualquier otro semejante), investigue el efecto de la velocidad del aire sobre el coeficiente de transferencia de calor por convección…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 7-54 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 7-54 Una bola de acero inoxidable (r 8 055 kg/m3, cp 480 J/kg · °C) de diámetro D 15 cm se extrae del horno a una temperatura uniforme de 350°C. A continuación…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 7-53 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 7-53 Aire a 20°C (1 atm) fluye alrededor de una esfera de 5 cm de diámetro con una velocidad de 3.5 m/s. Si la temperatura superficial de la esfera es constante e…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 7-52 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 7-52 Una barra cilíndrica larga caliente se coloca en un flujo de aire a 20°C (1 atm) con una velocidad de 10 m/s que fluye perpendicularmente a ella. La barra tiene un…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 7-51C TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 7-51C ¿Por qué en el flujo turbulento se retrasa la separación del flujo sobre cilindros? Solución: Solución 1: Canal     CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL SOLUCIONARIO DEL LIBRO TRANSFERENCIA DE…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 7-50C TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 7-50C Considere el flujo laminar de aire alrededor de un cilindro circular caliente. ¿En qué punto sobre el cilindro será más alta la transferencia de calor? ¿Cuál sería su respuesta si el…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 7-49C TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 7-49C En el flujo sobre cilindros, ¿por qué el coeficiente de resistencia al movimiento cae de manera repentina cuando el flujo se vuelve turbulento? ¿No se supone que la turbulencia incrementa el…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 7-48C TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 7-48C En el flujo sobre cuerpos no currentilíneos, como un cilindro, ¿en qué difieren la resistencia al movimiento por la presión y la debida a la fricción? Solución: Solución 1: Canal  …

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 7-47 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 7-47 Aire a 1 atm y 20°C fluye sobre la superficie superior de una delgada placa plana de 0.5 m de largo. La velocidad del flujo de aire es 50 m/s y…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 7-46 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 7-46 Un chip de silicio de 15 mm 15 mm de dimensiones está montado de tal manera que sus bordes están insertos en un sustrato. El chip disipa de manera uniforme 1.4…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 7-45 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 7-45 Sobre la cubierta de vidrio de un colector solar incide radiación solar a razón de 700 W/m2. El vidrio transmite 88% de la radiación incidente y tiene una emisividad de 0.90.…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 7-44 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 7-44 Repita el problema 7-43 para agua Solución: Solución 1: Canal     CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL SOLUCIONARIO DEL LIBRO TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN ¿Te sirvió…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 7-43 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 7-43 Aire a 25°C y 1 atm fluye sobre una placa plana larga con una velocidad de 8 m/s. Determine la distancia medida desde el borde de ataque de la placa donde…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 7-42 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 7-42 Repita el problema 7-41 para un lugar a una altitud de 1 610 m, donde la presión atmosférica es de 83.4 kPa Solución: Solución 1: Canal     CONSULTA AQUÍ OTROS…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 7-41 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 7-41 Un arreglo de transistores de potencia, que disipan 5 W de potencia cada uno, se va a enfriar montándolo sobre una placa cuadrada de aluminio de 25 cm 25 cm y…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 7-40I TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 7-40I Vuelva a considerar el problema 7-39I. Mediante el software EES (u otro), evalúe los coeficientes locales de transferencia de calor y fricción a lo largo de la placa a intervalos de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 7-39I TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 7-39I Aire a 60ºF fluye sobre una placa de 10 ft de longitud a 7 ft/s. Determine los coeficientes de fricción local y de transferencia de calor a intervalos de 1 ft…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 7-38 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 7-38 Repita el problema 7-37 si el sumidero de calor está anodizado en negro y, como consecuencia, tiene una emisividad efectiva de 0.90. Nótese que en los cálculos referentes a la radiación…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 7-37 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 7-37 Un transformador que tiene 10 cm de largo, 6.2 cm de ancho y 5 cm de alto se va a enfriar sujetándole un sumidero de calor de aluminio pulido (emisividad 0.03)…