Capítulo 08. Convección interna forzada

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8-75 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 8-75 Reconsidere el problema 8-74. Calcule el coeficiente de fricción de flujo completamente desarrollado si el gasto volumétrico se aumenta en 50% en tanto que el resto de los parámetros se mantienen…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8-74 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 8-74 Un tubo con una configuración de entrada de boquilla acampanada se sujeta a un flujo uniforme de calor en la pared del tubo de 3 kW/m2. El tubo tiene un diámetro…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8-73 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 8-73 Aire (1 atm) ingresa a un tubo circular de 5 cm de diámetro a 20°C con una velocidad promedio de 5 m/s. La pared del tubo se mantiene a una temperatura…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8-72 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 8-72 Aire a 20ºC (1 atm) ingresa a un tubo circular de 5 mm de diámetro y 10 cm de largo a una velocidad promedio de 5 m/s. La pared del tubo…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8-71TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 8-71 Considere un tubo liso de 25 mm de diámetro y 15 m de longitud que se mantiene a una temperatura superficial constante. Los fluidos ingresan al tubo a 50°C a una razón…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8-61 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 8-61 Vuelva a considerar el problema 8-59. Mediante el software EES (o cualquier otro semejante), investigue los efectos de la velocidad del aire en la admisión del canal y de la temperatura…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8-70 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 8-70 Considere un tubo liso de 25 mm de diámetro y 15 m de largo que se utiliza para calentar fluidos. La pared se calienta eléctricamente para lograr un flujo de calor…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8-69 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 8-69 Una computadora enfriada por un ventilador contiene ocho tableros de circuito impreso (printed circuit board, PCB, por sus siglas en inglés) cada uno de ellos disipando 12 W de potencia. La…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8-68 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 8-68I Se calienta agua a 60°F al pasarla por tubos de cobre de pared delgada que tienen un diámetro interno de 0.75 in. El calor se suministra al agua por medio de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8-67 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 8-67 Repita el problema 8-66 para un ducto horizontal circular de 15 cm de diámetro. 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 8-66 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 8-66 Los componentes de un sistema electrónico que disipan 220 W están ubicados en un ducto horizontal de 1 m de largo cuya sección transversal es de 16 cm  16 cm.…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8-65 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 8-65 Considere un ducto rectangular liso de 10 m de largo, con a
50 mm y b
25 mm, que se mantiene a una temperatura superficial constante. Agua líquida ingresa…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8-64 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 8-64 Agua líquida fluye a una razón de flujo de masa de 0.7 kg/s a través de una sección anular de tubo doble con temperaturas medias a la entrada y la salida…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8-63 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 8-63 Vuelva a considerar el problema 8-62. Mediante el software EES (o cualquier otro semejante), investigue los efectos de la velocidad del aire y de la emisividad de la superficie sobre la…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8-62 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 8-62 Aire caliente a 60°C que sale del hogar de una casa entra en una sección de 12 m de largo de un ducto de lámina metálica que tiene una sección transversal…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8-60 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 8-60 Repita el problema 8-59 al reemplazar el aire por helio, el cual tiene seis veces la conductividad térmica del aire Solución: Solución 1: Canal     CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8-59 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 8-59 Un tablero de circuito impreso de 15 cm  20 cm cuyos componentes no se dejan entrar en contacto directo con el aire por razones de confiabilidad se debe enfriar al…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8-58 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 8-58 Glicerina líquida fluye a través de un tubo de 25 mm de diámetro y 10 m de largo. La glicerina líquida ingresa al tubo a 20°C a una razón de flujo…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8-57 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 8-57 En una fábrica de productos cosméticos, se calienta glicerina haciéndola fluir a través de un tubo de 25 mm de diámetro y 10 m de largo. A una razón de flujo…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8-56 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 8-56 En un sistema térmico, el agua ingresa a un tubo circular de 25 mm de diámetro y 23 m de largo a una razón de flujo de masa de 0.1 kg/s…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8-55 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 8-55 Un fluido fluye en condiciones de flujo laminar completamente desarrollado dentro de un tubo de diámetro D y longitud L a una razón de flujo de masa de m·. El tubo…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8-54I TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 8-54I Determine la velocidad promedio y las longitudes de la entrada térmica e hidrodinámica del agua, aceite de motor y mercurio líquido que fluyen a través de un tubo estándar de 2…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8-53I TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 8-53I Se deben satisfacer las necesidades de agua caliente de una casa calentando agua que está de 55°F hasta 180°F por medio de un colector solar parabólico, a razón de 5 lbm/s.…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8-52 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 8-52 Considere el flujo de aceite a 10°C en una tubería de 40 cm de diámetro a una velocidad promedio de 0.5 m/s. Una sección de 1 500 m de largo de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8-51 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 8-51 La sección anular de tubo doble tiene unos diámetros interno y externo de 25 mm y 100 mm, respectivamente. Agua líquida fluye a una razón de flujo de masa de 0.05…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8-50 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 8-50 Considere un fluido con el número de Prandtl de 7 que fluye a través de un tubo circular liso. Mediante las ecuaciones de Colburn, Petukhov y Gnielinski determine los números de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8-49 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 8-49 Vuelva a considerar el problema 8-48. Mediante el software EES (o cualquier otro semejante), investigue el efecto del gasto volumétrico del aire sobre la temperatura de éste a la salida y…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8-48 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 8-48 Aire caliente a la presión atmosférica y a 75°C entra en un ducto cuadrado no aislado de 10 m de largo y con sección transversal de 0.15 m  0.15 m…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8-47 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 8-47 Se debe calentar agua desde 10°C hasta 80°C conforme fluye por un tubo de 2 cm de diámetro interno y 13 m de largo. El tubo está equipado con un calentador…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8-46 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 8-46 Agua a 10°C (r
999.7 kg/m3 y m
1.307  10–3 kg/m s) fluye de manera estacionaria a una velocidad promedio de 1.2 m/s en un tubo de 0.20…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8-45 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 8-45 Considere un fluido con una temperatura media de entrada Ti fluyendo a través de un tubo de diámetro D y longitud L, a una razón de flujo de masa de m·…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8-44 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 8-44 Un ingeniero va a diseñar un aparato experimental que consiste en un tubo liso de 25 mm de diámetro, a través del cual van a fluir diferentes fluidos a 100ºC en…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8-43 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 8-43 Determine las longitudes de entrada hidrodinámica y térmica de agua, aceite de motor y mercurio líquido fluyendo a través de un tubo liso con 2.5 cm de diámetro y una razón…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8-42I TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 8-42I En una planta de procesos químicos, se transporta isobutano líquido a 50ºF a través de un tubo de hierro fundido de 30 pies de longitud y de cédula 40 de 3…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8-41 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 8-41 Se usa un tubo de 12 m de largo y 12 mm de diámetro interior, fabricado de acero comercial, para calentar un líquido en un proceso industrial. El líquido entra al…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8-40 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 8-40 Un ducto cuadrado de 8 m de largo, no aislado y con una sección transversal de 0.2 m  0.2 m y una aspereza relativa de 10–3, pasa por el espacio…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8-39 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 8-39 Entra aire a 10°C a un tubo de 12 cm de diámetro y 5 m de largo, a razón de 0.065 kg/s. La superficie interior del tubo tiene una aspereza de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8-38 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 8-38 Determine el coeficiente de transferencia de calor por convección para el flujo de a) aire y b) agua a una velocidad de 5 m/s, en un tubo de 8 cm de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8-37 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 8-37 En el flujo laminar completamente desarrollado en un tubo circular la velocidad en R/2 (a la mitad del camino entre la superficie de la pared y la línea central) es de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8-36 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 8-36 Agua a 15°C (r
999.1 kg/m3 y m
1.138  10–3 kg/m s) fluye de manera estacionaria a razón de 7 L/s en un tubo horizontal de 4 cm…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8-35 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 8-35 Agua a 15°C fluye a través de un tubo de hierro fundido de 200 m de longitud y de una cédula 40 de 1 pulgada de diámetro nominal, a una razón…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8-34 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 8-34 Agua a 15ºC fluye a través de un tubo liso de 5 cm de diámetro con una longitud de 200 m. Determine el factor de fricción de Darcy y la pérdida…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8-33 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 8-33 Agua fluye en condiciones completamente desarrolladas a través de un tubo liso de 3 cm de diámetro a una razón de 0.02 kg/s a 15 ºC. Determine a) la velocidad máxima…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8-32C TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 8-32C Considere el flujo laminar completamente desarrollado en un tubo circular. Si la viscosidad del fluido se reduce a la mitad por calentamiento al mismo tiempo que el gasto se mantiene constante,…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8-31C TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 8-31C Considere el flujo laminar completamente desarrollado en un tubo circular. Si el diámetro del tubo se reduce a la mitad, al mismo tiempo que el gasto y la longitud de ese…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8-30C TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 8-30C Alguien afirma que se puede determinar la velocidad promedio en un tubo circular con flujo laminar completamente desarrollado al medir simplemente la velocidad en R/2 (a la mitad del camino entre…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8-29C TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 8-29C Alguien afirma que se puede determinar el gasto volumétrico en un tubo circular con flujo laminar mediante la medición de la velocidad en la línea central en la región completamente desarrollada…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8-28C TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 8-28C Considere el flujo completamente desarrollado en un tubo circular con efectos de entrada despreciables. Si se duplica la longitud del tubo, la caída de presión a) se duplicará, b) será más…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8-27C TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 8-27C Alguien afirma que, en el flujo turbulento completamente desarrollado en un tubo, el esfuerzo cortante es máximo en la superficie de éste. ¿Está de acuerdo el lector con esta afirmación? Explique.…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 8-26C TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 8-26C ¿Para el flujo en un tubo cómo está relacionado el factor de fricción con la caída de presión? ¿Cómo está relacionada la caída de presión con la potencia de bombeo requerida…