El documento describe un ejercicio sobre la transferencia de calor por convección de un hombre de pie. Se calcula la tasa de pérdida de calor del hombre en dos situaciones: 1) con un coeficiente de convección de 15 W/m2·°C en un ambiente a 20°C, obteniendo 336W; y 2) con un coeficiente aumentado a 80 W/m2·°C debido a un ventilador, obteniendo 1792W. Cuadriplicar el coeficiente de convección cuadriplica la tasa de pérdida de calor.

1. ENUNCIADO
Mecanismos de Transferencia de Calor:
CONVECCIÓN
Ejercicio guiado
1

2. Enunciado
Para los fines de la transferencia de calor, un hombre de
pie se puede considerar como si fuera un cilindro vertical
de 30 cm de diámetro y 170 cm de longitud, con las
superficies superior e inferior aisladas y con la superficie
lateral a una temperatura promedio de 34ºC.
a) Para un coeficiente de transferencia de calor por
convección de 15 W/m2·ºC, determine la razón de la
pérdida de calor de este hombre, por convección, en
un medio ambiente a 20ºC.
b) Si se conecta el ventilador, el coeficiente de
transferencia de calor por convección asciende a 80
W/m2·ºC. Determine la razón de la pérdida de calor
del hombre en esta situación
2

3. planteamiento
Taire
1.
Dibuja el esquema del problema
2.
Qconvección
Introduce las condiciones de
contorno
Aire de la
habitación
h= 15W/m2·K
3.
Define las propiedades de la
convección
4.
Define las hipótesis
170
cm
34ºC
30
cm
Qconvección
Aire de la
habitación
20ºC
1.
Condiciones estacionarias
2.
No se considera la radiación
3

4. planteamiento
5.
6.
Identifica las cuestiones: ¿qué es lo
que se pide?
Identifica la solución: ¿cómo puedo
obtener la solución?
o a: Potencia calorífica. Calor
transmitido, al fin y al cabo. En W.
o b: Repetir el ejercicio, variando el
coeficiente de convección: se trata de
una comparativa.
Se plantea en los siguientes apartados

5. resolución: apartado a.
7.
8.
9.
Define el mecanismo de
transferencia de calor
Evacuar calor por una superficie:
Define la Ley asociada a ese
mecanismo de transferencia
convección => Ley de Newton
Particulariza la Ley a la geometría
del problema
10. Aplica los valores numéricos
conocidos
Convección

Qconv  hAs T
As es la superficie exterior del
cilindro. La parte inferior y
superior
se
consideran
aisladas.
As = DL= (0,3 m)(1,70 m) = 1,60 m²

Qconv  hAs T  (15 W/m2  C)(1,60 m 2 )(34  20)  C  336W
5

6. resolución: apartado b.
11. Repetir el ejercicio, adecuando los
nuevos valores numéricos

Qconv  hAs T  (80 W/m2  C)(1,60 m 2 )(34  20)  C  1.792W
12. Extrae conclusiones, analiza los
valores
Cuadriplicar el coeficiente de convección implica cuadriplicar también el calor
evacuado. Un mayor coeficiente de convección implica una mayor refrigeración.
6

7. gracias
• Gracias
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