Problema resuelto de transmisión del calor por conducción 2

Problema 2 de conducción
Transmisión del Calor
Universidad


En una chimenea de hormigón (k = 1,4 W/m.K) de 0,75 m. de diámetro interior y 1,6 m de diámetro exterior, recubierta interiormente por una capa de refractario (k = 1 W/m.K), se debe cumplir que las pérdidas caloríficas no excedan de 2000 W/m y que la superficie de separación entre ambos materiales no supere los 240°C. Si la superficie interior de la capa de refractario se encuentra 500°C, determinar el espesor de éste necesario para que se cumplan las condiciones anteriores y la temperatura de la superficie exterior de la capa de hormigón.

El calor que fluye, en estado estacionario, a través del sistema puede expresarse del siguiente modo:


o bien,


despejando en la primera igualdad,


de donde,


El espesor de la capa de refractario será entonces:

Para determinar la temperatura de la superficie exterior de la capa de hormigón, utilizamos la segunda igualdad de (2.2). Despejando en ella la temperatura t3, resulta:



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