clase practica 03

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA 
FACULTAD DE INGENIERIA QUÍMICA 
DEPARTAMENTO DE OPERACIONES UNITARIAS 
TRANSFERENCIA DE CALOR 
 
 
Guía de Aprendizaje #03: TRANSFERECIA DE CALOR POR RADIACION. 
 
Ejercicios Propuestos: 
1. Determine los factores de forma para las siguientes geometrías; 1: área de 
interés, 2: alrededores. 
a. F12 y F11 para conductos largos 
b. F11 y F13 para un cilindro corto con el fondo cerrado 
 
 
 
 
 
 
 
2. Dos planos paralelos perfectamente negros de 1.2 por 1.2 m están separados 
por una distancia de 1.2 m. Un plano se mantiene a 800 K y el otro a 500 K. Las 
placas se ubican en una habitación grande cuyas paredes están a 300 K. ¿Cuál 
es la transferencia neta de calor entre los planos?? 
 
3. Dos discos paralelos, de 60 cm de diámetro, están separados por una distancia 
de 15 cm y completamente rodeado por un gran recinto a 100° C. Las 
propiedades de las superficies son T1= 540 °C, ε1=0,7, T2=300 °C, ε2=0,5. ¿Cuál es 
la transferencia neta de calor radiante? con cada superficie? (No incluye el 
intercambio de la parte trasera, solo el de las superficies uno frente al otro.) 
 
4. Repetir el problema anterior para el caso donde el disco 2(T2=300 °C y ε2=0,5) 
refleja perfectamente. 
 
 
5. Se mantienen dos placas paralelas muy grandes a 
temperaturas uniformes. Se determinará la tasa 
neta de transferencia de calor por radiación entre 
las dos placas. 
 
 
6. Un cilindro largo que tiene un diámetro de 2 cm se mantiene a 600° C y tiene 
una emisividad de 0.4. Rodeando el cilindro hay otro cilindro concéntrico largo, 
de paredes delgadas, que tiene un diámetro de 6 cm y una emisividad de 0.2 
tanto en el interior como en superficies exteriores. El conjunto se ubica en una 
gran sala con una temperatura de 27° C. Calcule la energía radiante neta 
perdida por el cilindro de 2 cm de diámetro por metro de longitud. Calcule 
también la temperatura del cilindro de 6 cm de diámetro. 
alrededores 
T2 = 400 K 
2 = 0.9 
T1 = 600 K 
1 = 0.5 
7. Una habitación se calienta mediante calentadores de 
resistencia eléctrica colocados en el techo que se 
mantiene a una temperatura uniforme. Se 
determinará la tasa de pérdida de calor de la 
habitación a través del piso. 
 
 
8. Se considera un conducto semicilíndrico largo con 
temperatura especificada en la superficie lateral. Se 
determinará la temperatura de la superficie de la base 
para una tasa de transferencia de calor máxima de 1200 W. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
9. Se coloca una fina hoja de aluminio entre dos placas paralelas muy grandes 
que se mantienen a temperaturas uniformes. El flujo neto de transferencia de 
calor por radiación entre las dos placas se determinará para los casos con y sin 
pantalla. 
 
10. Un horno con un calentador radiante para secar piezas metálicas pintadas en 
un transportador en movimiento. La banda está diseñada como se muestra en 
la Figura. La longitud de la sección de calentamiento es 3 m, y la temperatura 
del calentador es de 425° C. Las paredes laterales están aisladas y se ha 
determinado experimentalmente que la cinta transportadora y las piezas 
alcanzan una temperatura de 120 °C. La combinación de partes de la banda 
tiene una emisividad efectiva de 0,8 y la superficie del calentador radiante 
tiene ε= 0,7. Calcule la energía suministrada al calentador. Asegúrarse 
considerar la radiación que se pierde en los extremos del canal. Toma los 
alrededores como un cuerpo negro a 25° C. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Pared con 
aislamiento 
Calentador 
radiante 
parte 
Banda transportadora 
T2 = 90F 
2 = 0.8 
T1 = 90F 
1 = 1 
Superficies 
aisladas 9 pie 
Cielo falso12 ft  12 ft 
T1 = ? 
1 = 1 
T2 = 650 K 
2 = 0.4 
D = 1 m 
T2 = 650 K 
2 = 0.8 
T1 = 900 K 
1 = 0.5 
Escudo de 
radiación 
3 = 0.15 
11. Se mantienen dos placas muy grandes 
a temperaturas uniformes. Determinar el 
número de láminas delgadas de 
aluminio que reducirán la tasa neta de 
transferencia de calor por radiación 
entre las dos placas a una quinta parte. 
 
 
 
 
 
12. Una placa calentada con T=700° C y una emisividad de 0,8 se coloca como 
se muestra en Figura. La placa es de 2 por 3m y se colocan paredes de 2 m 
de altura a cada lado. Cada una de estas paredes está aislada. Todo el 
conjunto se coloca en una gran sala a 30◦C. Dibuje la red para este 
problema asumiendo que las cuatro paredes actúan como una superficie 
(aislada). Luego calcule la transferencia de calor a la habitación grande. 
 
 
13. Una habitación de 5 m cuadrados tiene un techo mantenido a 28 ° C y un 
piso mantenido a 20 ° C. Los muros de conexión tienen 4 m de altura y están 
perfectamente aislados. Emisividad del techo es 0,62 y la del suelo es 0,75. 
Calcule la transferencia de calor del techo al piso, y la temperatura de las 
paredes de conexión. 
 
 
14. Dos cilindros largos y concéntricos tienen T1 = 900 K, ε1 = 0.4, d1 = 5 cm y T2 = 
400 K, ε2 = 0.6 y d2 = 10 cm. Están separados por un gas considerados gris 
con εg = 0.15, τg = 0.85, calcule el flujo de calor transferido entre los dos 
cilindros y la temperatura del gas usando una aproximación de la red de 
radiación. 
 
T2 = 800 K 
2 = 0.2 
T1 = 1000 K 
1 = 0.2 
Escudos de radiación 
3 = 0.15