Capítulo 13. Transferencia de calor por radiación

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13-146 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 13-146 La comodidad térmica en una casa se ve fuertemente afectada por el llamado efecto de la radiación, el cual se debe a la transferencia de calor por radiación entre la persona…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13-145 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 13-145 Los blindajes contra la radiación son de uso común en el diseño de superaislamientos con el fin de utilizarse en aplicaciones espaciales y criogénicas. Escriba un ensayo sobre los superaislamientos y…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13-144 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 13-144 Considere un recinto cerrado que consta de N superficies difusas y grises. Se especifican la emisividad y la temperatura de cada superficie, así como los factores de visión entre ellas. Escriba…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13-143 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 13-143 Considere un horno cúbico de 3 m  3 m  3 m. La superficie del fondo del horno es negra y tiene una temperatura de 550 K. Se calcula que…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13-142 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 13-142 Las superficies de un recinto de dos superficies intercambian calor entre sí por radiación térmica. La superficie 1 tiene una temperatura de 400 K, un área de 0.2 m2 y una…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13-141 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 13-141 Dos superficies grises que forman un recinto intercambian calor entre sí por radiación térmica. La superficie 1 tiene una temperatura de 400 K, un área de 0.2 m2 y una emisividad…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13-140 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 13-140 Se coloca un disco negro plano de 70 cm de diámetro en el centro de la superficie superior de una caja negra de 1 m  1 m  1 m.…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13-139 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 13-139 Dos placas paralelas muy largas se mantienen a las temperaturas uniformes T1
750 K y T2
500 K y tienen las emisividades e1
0.85 y e2
0.7,…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13-138 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 13-138 Considere un horno cúbico de 3 m  3 m  3 m. La superficie de la base es negra y tiene una temperatura de 400 K. Se calcula que las…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13-137 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 13-137 Un flujo solar de 1 400 W/m2 choca directamente contra la superficie de un vehículo espacial, la cual tiene una absortividad solar de 0.4 y una emisividad térmica de 0.6. La…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13-136 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 13-136 Dos esferas concéntricas se mantienen a las temperaturas uniformes T1
45°C y T2
280°C, y tienen las emisividades e1
0.25 y e2
0.7, respectivamente. Si la razón…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13-135 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 13-135 Considere una superficie gris y opaca a 0°C en un medio ambiente a 25°C. La superficie tiene una emisividad de 0.8. Si 240 W/m2 es la radiación que incide sobre la…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13-134 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 13-134 El número de factores de visión que es necesario evaluar en forma directa para un recinto de 10 superficies es a) 1     b) 10     c) 22     d) 34 …

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13-133 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 13-133 Considere un recinto de tres lados infinitamente largo, con longitudes de los lados de 5 cm, 3 cm y 4 cm. El factor de visión del lado de 5 cm hacia…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13-132 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 13-132 Considere un horno cilíndrico vertical de 2 m de diámetro cuyas superficies se aproximan mucho a ser superficies negras. Las superficies del fondo, superior y lateral del horno se mantienen a…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13-131 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 13-131 Considere un horno cilíndrico vertical de 2 m de diámetro cuyas superficies se aproximan mucho a ser superficies negras. Las superficies de la base, superior y lateral del horno se mantienen…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13-130 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 13-130 Considere dos esferas concéntricas que forman un recinto, con diámetros de 12 cm y 18 cm, y temperaturas superficiales de 300 K y 500 K, respectivamente. Si se supone que las…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13-129 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 13-129 Se coloca un disco negro plano de 90 cm de diámetro en el centro de la superficie superior de una caja negra de 1 m  1 m  1 m.…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13-128 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 13-128 Considere una esfera de 15 cm de diámetro colocada dentro de un recinto cúbico con una longitud de lado de 15 cm. El factor de visión desde cualquiera de las superficies…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13-127 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 13-127 Considere una superficie a 0°C que se puede considerar un cuerpo negro en un medio ambiente a 25°C. Si sobre la superficie inciden 300 W/m2 de radiación, la radiosidad de esta…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13-126 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 13-126 Dos discos paralelos se colocan coaxialmente con una distancia de 0.25 m entre ellos. El disco inferior tiene un diámetro de 0.2 m y el superior un diámetro de 0.4 m.…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13-125 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 13-125 Considere dos superficies difusas A1 y A2 orientadas sobre una superficie esférica como se muestra en la figura. Determine a) la expresión para el factor de visión F12 en términos de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13-124 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 13-124 Repita el problema 13-123 para una presión total de 3 atm para los gases de combustión Solución: Solución 1: Canal     CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL SOLUCIONARIO DEL LIBRO…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13-123 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 13-123 En una caldera en la que se quema gas natural los gases de combustión pasan por tubos de 6 m de largo y 15 cm de diámetro sumergidos en agua, a…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13-122 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 13-122 Un horno tiene forma cilíndrica con un diámetro de 1.2 m y una longitud de 1.2 m. La superficie superior tiene una emisividad de 0.60 y se mantiene a 450 K.…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13-121 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 13-121 Dos placas cuadradas, con los lados a y b (y b > a) son coaxiales y paralelas entre sí, como se muestra en la figura P13- 121, y están separadas por…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13-120 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 13-120 Se colocan dos delgados blindajes contra la radiación, con emisividades e3
0.10 y e4
0.15 en cada uno de los lados, entre dos placas paralelas muy grandes, las cuales…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13-119 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 13-119 Se coloca una delgada hoja de aluminio, con una emisividad de 0.12 por ambos lados, entre dos placas paralelas muy grandes mantenidas a las temperaturas uniformes de T1
750 K…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13-118 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 13-118 Considere un horno cúbico con una longitud de lado de 3 m. La superficie superior se mantiene a 700 K. La superficie base tiene una emisividad de 0.90 y se mantiene…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13-117 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 13-117 Dos discos concéntricos paralelos, de 20 cm y 40 cm de diámetro, están separados por una distancia de 10 cm. El disco más pequeño (e
0.80) está a una temperatura…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13-116 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 13-116 Un colector solar consta de un tubo horizontal de cobre, de 5 cm de diámetro exterior, encerrado en un delgado tubo concéntrico de vidrio de 12 cm de diámetro. El agua…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13-115 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 13-115 Se usa un tanque esférico de pared doble y de 2 m de diámetro interno para almacenar agua con hielo a 0°C. Cada pared tiene 0.5 cm de espesor y se…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13-114 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 13-114 Una ventana vertical de hoja doble, de 2 m de alto y 5 m de ancho, consta de dos láminas de vidrio separadas por una brecha de aire de 3 cm…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13-113I TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 13-113I Un colector solar consta de un tubo horizontal de aluminio que tiene un diámetro exterior de 2.5 in, encerrado en un tubo concéntrico de vidrio delgado de 5 in de diámetro.…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13-112 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 13-112 Considere un colector solar de 1.5 m de alto y 3 m de ancho que está inclinado formando un ángulo de 20° con respecto a la horizontal. La distancia entre la…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13-111 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 13-111 Un termopar usado para medir la temperatura de aire caliente que fluye en un ducto cuyas paredes se mantienen a Tw
500 K muestra una lectura de temperatura de Tterm…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13-110 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 13-110 Se construye un colector solar sencillo colocando un tubo de plástico transparente de 6 cm de diámetro alrededor de una manguera para jardín cuyo diámetro exterior es de 2 cm. La…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13-109 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 13-109 Se usa un termopar blindado con una hoja de aluminio de emisividad 0.15 para medir la temperatura de los gases calientes que fluyen en un ducto cuyas paredes se mantienen a…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13-108 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 13-108 Un número grande de tubos largos, cada uno de diámetro D, se colocan paralelos entre sí y con distancia de centro a centro de s. Supuesto que todos los tubos son…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13-107 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 13-107 Considere los dos discos coaxiales y paralelos de diámetros a y b que se muestran en la figura P13-107. Para esta configuración geométrica, el factor de visión del disco más pequeño…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13-106 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 13-106 Dos esferas concéntricas de diámetros D1
15 cm y D2
25 cm están separadas por aire a la presión de 1 atm. Las temperaturas superficiales de las dos esferas…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13-105 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 13-105 Una secadora tiene la forma de un ducto largo simicilíndrico de 1.5 m de diámetro. La base de la secadora está ocupada por materiales empapados de agua que se deben secar.…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13-104 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 13-104 La superficie negra de una barra de combustible larga y cilíndrica de 25 mm de diámetro está blindada por una superficie concéntrica a la barra. El blindaje tiene un diámetro de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13-103 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 13-103 Considere un recinto cilíndrico con A1, A2 y A3, que representan la base interna, la parte superior y las superficies laterales, respectivamente. Usando el cociente de longitud a diámetro, K
…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13-102 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 13-102 Un pollo promedio (1.82 kg o 4.0 lbm) tiene un índice metabólico basal de 5.47 W y un índice metabólico promedio de 10.2 W (3.78 W de calor sensible y 6.42…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13-101 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 13-101 Repita el problema 13-100 para una temperatura media de radiación de 10°C. Solución: Solución 1: Canal     CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL SOLUCIONARIO DEL LIBRO TRANSFERENCIA DE CALOR Y…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13-100 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 13-100 Una persona se siente cómoda en su casa con ropa ligera cuando el termostato se encuentra ajustado a 22°C y la temperatura media de radiación (la temperatura promedio de las superficies…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13-98 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 13-98 Un mecánico de automóviles está trabajando en un taller cuyo espacio interior no está calentado. Dos calentadores que irradian calor a una razón total de 4 kJ/s proporcionan comodidad al mecánico.…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13-99 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 13-99 Considere un salón de clases grande con 75 estudiantes, en un día caluroso del verano. Todas las luces con una potencia nominal de 2.0 kW se mantienen encendidas. El salón no…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 13-97I TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 13-97I Una persona promedio produce 0.50 lbm de humedad mientras se está bañando con regadera y 0.12 lbm si se está bañando en tina. Considere una familia de cuatro personas que se…