Ejercicio pared simple Pared plana sin generacin interna
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Ejercicio pared simple Pared plana sin generación interna de calor En un almacén frigorífico la temperatura superficial interior es de -20 ºC. Sobre la pared metálica se desea colocar una aislamiento plástico rígido de conductividad térmica 0. 03 W / m K. Una de las paredes del almacén, con un área transversal de 100 m 2, tiene una ganancia de calor por transmisión de 2 k. W, Si el aire exterior tiene una temperatura de rocío de 15 ºC, cálcúlese el espesor del aislamiento mínimo para que no se produzcan condensaciones superficiales en la cara exterior del aislamiento. λ = 0. 03 W / m K θe = 15 ºC Despreciando la resistencia térmica que supone la pared metálica dada su alta conductividad, y considerando régimen estacionario y flujo unidimensional: λ 2 = 0 θi = -20 ºC x e d /dx = C 1 (x) = C 1 x + C 2
Pared plana sin generación interna de calor Condiciones de contorno: 1. cond. contorno: x = 0 = -20 ºC 2. cond. contorno: x = e = 15 ºC 1. c. c. : -20 = C 1· 0 + C 2 2. c. c. : 15 = C 1·e - 20 x C 2 = -20 C 1 = 35 / e e Aplicando Ley de Fourier: Q = q · A = - λ ·A= - λ d /dx · A= - λ 35/e · A e = - λ 35 · A / Q = - 0. 03 · 35 · 100 / -2000 = 0. 0525 m = 5. 25 cm
Ejercicio resuelto por analogía eléctrica En un almacén frigorífico la temperatura superficial interior es de -20 ºC. Sobre la pared metálica se desea colocar una aislamiento plástico rígido de conductividad térmica 0. 03 W / m K. Una de las paredes que tiene un área transversal de 100 m 2 tiene una ganancia de calor por transmisión de 2 k. W, Si el aire exterior tiene una temperatura de rocío de 15 ºC, cálcúlese el espesor del aislamiento mínimo para que no se produzcan condensaciones superficiales en la cara exterior del aislamiento. λ = 0. 03 W / m K θe = 15 ºC q Considerando que λpared metálica >> λaislamiento → Rpared metálica << Raislamiento: q θe = 15 ºC θi = -20 ºC x Rpared metálica Raislamiento = (θe - θi ) / q = (15 –(-20)) / (2000/100) = 1. 75 ºC/Wm 2 e Raislamiento = L / λ → L = Raislamiento · λ = 1. 75 · 0. 03 = 0. 0525 m