ENUNCIADO

Mecanismos de Transferencia de Calor: Conducción

Resistencias en paralelo

Ejercicio guiado

La pared lateral de una habitación tiene 2 m de ancho y 50 mm

de espesor y está conformada por una ventana de vidrio (kvidrio

= 0,75 W/m·K) 1 m de alto situado en el centro, el cual ocupa

todo el espesor de la pared y dos capas de yeso (kyeso =0,3

W/m·K) en la parte superior e inferior de 0,5 m de altura.

Si la cara interna de la pared se encuentra a 20ºC y la cara

externa a 2ºC, calcular la potencia calorífica transferida a través

de la pared.

Enunciado

Tpared,int= 20 ºC Tpared,ext= 2 ºC

planteamiento

1. Dibuja el esquema del problema

2. Introduce las condiciones de

contorno y las propiedades de los

materiales y fluido kvidrio = 0,75 W/m·ºC

kyeso =0,3 W/m·K

3. Dibuja el esquema del resistencias

térmicas

Dado que los datos que tenemos son de la

superficie de la pared, no hay que tener en cuenta la

convección

1. Condiciones de operación estacionarias

2. La transferencia de calor es unidireccional

3. Las conductividades térmicas se mantienen constantes

4. La transferencia de calor por radiación es despreciable.

planteamiento

4. Define las hipótesis

5. Identifica las cuestiones: ¿qué es lo

que se pide?

Calor que atraviesa la pared. En W.

En esta ocasión, el calor que atraviese

cada capa de la pared deberá de ser tal

que se consiga la diferencia de

temperaturas dada en cada material de

la pared.

Como las tres resistencias térmicas se encuentran en paralelo, la resistencia

equivalente se calcula de la siguiente manera1

321321

1111111

RRRR

RRRRtotal

total

resolución6. Plantea la formulación del

esquema de resistencias del

circuito equivalente

7. Calcula las resistencias térmicas

Area de la ventana:

2

inf_sup_

2

m125,0

m221

erioryesoerioryeso

vidrio

AA

A

C/W 033,0)m 2(C) W/m·75,0(

m 05,0

C/W 166,0)m 1(C) W/m·3,0(

m 05,0

2

2

22

2

1

1y eso31

Ak

LRR

Ak

LRRR

vidrio

La potencia calorífica a través de la ventana viene dada por

W762,71C/W0236,0

C]220[21

totalR

TTQ

C/W0236,01111111

1

321321 RRRR

RRRRtotal

total

resolución

8. Aplica los valores numéricos

conocidos

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