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PROBLEMAS 703

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–6
24.53 Para el flujo de un fluido sobre una superficie, el flujo de = r = 1 × 10 kg/m ) con un flujo de 10 × 10 m /s, y las
calor hacia la superficie se calcula con: variaciones del radio con la longitud que siguen,
J =− k dT x, cm 0 2 4 5 6 7 10
dy
r, mm 2 1.35 1.34 1.6 1.58 1.42 2
2
donde J = flujo de calor (W/m ), k = conductividad térmica
(W/m · K), T = temperatura (K) y y = distancia normal a la su- b) Compare su resultado con la caída de presión que tendría
perficie (m). Se hicieron las mediciones siguientes para el que ocurrir si el tubo tuviera un radio constante igual al radio
flujo de aire sobre una placa plana que mide 200 cm de largo y promedio.
50 cm de ancho: c) Determine el número de Reynolds promedio para el tubo a
fin de comprobar que el flujo es de verdad laminar (Re =
y, cm 0 1 3 5
rvD/µ < 2 100, donde v = velocidad).
T, K 900 480 270 200
24.55 Se recabaron datos de la velocidad del aire en radios di-
Si k = 0.028 J/s · m · K, a) determine el flujo a la superficie, y b) ferentes desde la línea central de un tubo circular de 16 cm de
la transferencia de calor en watts. Observe que 1 J = 1 W · s. diámetro, como se muestra a continuación:
24.54 El gradiente de presión para un flujo laminar a través de r, cm 0 1.60 3.20 4.80 6.40 7.47 7.87 7.95 8
un tubo de radio constante, está dado por:
dp 8µ Q v, m/s 10 9.69 9.30 8.77 7.95 6.79 5.57 4.89 0
=−
dx r π 4 Utilice integración numérica para determinar la tasa de flujo de
donde p = presión (N/m ), x = distancia a lo largo de la línea masa, que se calcula como:
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central del tubo (m), µ = viscosidad dinámica (N · s/m ), Q = R
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flujo (m /s), y r = radio (m). 0 ∫ ρ 2 v π r dr
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a) Determine la caída de presión para un tubo de 10 cm de lon- donde r = densidad (= 1.2 kg/m ). Exprese sus resultados en
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gitud para un líquido viscoso (µ = 0.005 N · s/m , densidad kg/s.

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