Una persona se encuentra en una habitación a 20°C. Se debe determinar la transferencia de calor entre la persona y las superficies circundantes en verano (23°C en las superficies) e invierno (12°C en las superficies) mediante radiación. En verano la transferencia de calor es de 84,21 W y en invierno es de 177,21 W, más del doble que en verano debido a la mayor diferencia de temperatura.

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

2. Enunciado
Considere una persona que se encuentra parada en un
cuarto que se mantiene a 20ºC en todo momento. Se
observa que las superficies de las paredes, pisos y techo de
la casa están a una temperatura promedio de 12ºC en el
invierno y 23ºC en el verano.
Determine la transferencia de calor entre esta persona y las
superficies circundantes tanto en el verano como en el
invierno, si el área superficial expuesta, la emisividad y la
temperatura promedio de la superficie exterior de esa
persona son 1,6 m2; 0,95 y 32ºC respectivamente.
Cabe suponer que el aire de la habitación no tiene
capacidad de moverse, y que no conduce el calor
2

3. planteamiento
1.
Dibuja el esquema del problema
A=0.95
m2
Tamb 20ºC
Qrad
2.
Introduce las condiciones de
contorno
32 C
12 C o 23ºC
Emisividad de la persona = 0,95
3.
Define las propiedades de los
materiales y/o fluidos
4.
Define las hipótesis
1.Condiciones estacionarias
2.No se considera la transferencia
por convección ni conducción
3.Persona completamente rodeada
por las superficies internas de la
habitación.
4.Superficies
circundantes
a
temperatura uniforme
3

4. planteamiento
5.
6.
Identifica las cuestiones: ¿qué es lo
que se pide?
Identifica la solución: ¿cómo puedo
obtener la solución?
o Calor intercambiado entre persona
y paredes. En W.
o En verano y en invierno.
Se plantea en los siguientes apartados

5. Calor transferido en verano
7.
8.
9.
Define el mecanismo de
transferencia de calor
Define la Ley asociada a ese
mecanismo de transferencia
Particulariza la Ley a la geometría
del problema
10. Aplica los valores numéricos
conocidos
resolución
El aire no se puede mover: no hay
convección
El aire no
conducción
conduce:
no
hay
Solo existe la radiación
Radiación:
ecuación de Stefan-Boltzmann

Q
A (T 4 T 4 )
rad
s
s
surr
, , As conocidos
Verano: Tcircundante = 23+273=296 K

Qrad (0,95)(5,67 10 8 W/m2 .K4 )(1,6 m 2 )[(32+ 273)4 (296 K) 4 ]K4

Q = 84,21 W
rad
5

6. Calor transferido en invierno
resolución
11. Repetir el ejercicio, adecuando los
nuevos valores numéricos
Invierno: : Tcircundante = 12+273=285 K

Qrad
4
As (Ts4 Tsurr )
(0,95)(5,67 10 8 W/m2 .K 4 )(1,6 m 2 )[(32+ 273)4 (285 K) 4 ]K 4
= 177,21 W
12. Extrae conclusiones, analiza los
valores
Note que la transferencia de calor por radiación de una persona es más que el doble en invierno
6

7. gracias
• Gracias
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