Resolucion de Calor

8/16/2019 Resolucion de Calor

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Se sabe. Un cilindro largo, inicialmente a una temperatura uniforme, se enfríade repente en un gran baño de aceite

Calcular.

(a) El tiempo necesario para llegar a la supercie a 500 K

b) Efecto del coeciente de conveccin en la supercie con la temperatura.

Gráfca

HIPÓTESIS! conduccin radial (") unidimensional, (#) propiedades constantes,($) %o& 0,#.

ANÁLISIS! (a) comprobar primero si el m'todo de la resistencia interna

despreciable es aplicable. or

esde *ic& 0,", no es adecuado m'todo. Uso de la solucin en serieapro+imado para el cilindro innito,


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/ #50 ? @m#AK, *i / "," - la resistencia de conveccin sigue siendo signicativa. or lotanto, en inter's de enfriamiento acelerado, benecio adicional podría lograrseaumentando a8n mBs el valor de >.

PROBLEMA N° 5!"

Una compañía de seguros le contrata a ud. Como asesor para entender y saber más sobre las

lesiones por quemaduras. Están interesados en especial en las lesiones inducidas cuando una

parte del cuerpo de un trabajador llega a hacer contacto con maquinaria que está a una temperatura

elevado en el rango de 50 a 00 ! C. el asesor m"dico les in#orma que ocurrirá una lesi$n t"ermica

irreversible %muerte de la c"lula& en cualquier tejido vivo que se maneja ' ( )*!C durante +t (0s.

,uieren in#ormaci$n con respecto al grado de daño irreversible del tejido %medido por la distancia

desde la super#icie de la piel& como #unci$n de la temperatura de la maquinaria y el tiempo durante

el cual se tiene en contacto entre a piel y la maquinaria. -uponga que le tejido vivo tiene una

temperatura normal de /!C. es isotr$pico y tiene propiedades constantes equivalentes a las del

agua líquida.

& 1ara evaluar la seriedad del problema2 calcule lugares en el tejido en los que la temperatura

alcan3ará )*!C despu"s de 0s de e4posici$n a la maquinaria a 50!C y 00!C.

& 1ara una temperatura de la maquinaria de 00!C y 0 6 t 6 0s . calcule y trace las

historias de la temperatura en lugares de tejido a 0.5 2 2 7 y 5 mm de la piel.

SOLUCION

CONOCI#O$ lesin t'rmica irreversible (daño celular) se produce en el teidovivo mantenida a C 13 D 4 durante un duracin +t (0s.


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ENCONTRAR$

(a) E+tensin del daño durante "0 segundos de contacto con la ma=uinaria enel rango de temperatura de 50 a"00 D 4.

(b) >istorias de temperatura en lugares seleccionados en el teido (+ / 0,5, ",

5 mm) para una ma=uinaria temperatura de "00 D 4.

GRA%ICA

HIPÓTESIS:

(1) parte del cuerpo del trabajador modelado como un medio semi-infinito, inicialmente en un uniforme temperatura, ! " #,

($) las propiedades del tejido son constantes % e&ui'alentes a los de auaa ! " #

() resistencia de contacto insinificante

FE


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(a) ara una temperatura de supercie determinada de repente aplica elanBlisis se dirige >acia encontrar el Lb profundidad de la piel para =ueel teido serB a b C 13 D 4 durante mBs de "0 sM

ara los dos valores de s, el lado iN=uierdo de la ecuacin es!

Ga profundidad de la =uemadura es!

Usando la abla *.# para evaluar la funcin de error - dear =ue t / "0s,como encontrar +b!

econocer =ue el teido a esta profundidad, +b, no >a sido dañado, pero seconvertirB en lo =ue si se mantiene durante s los pr+imos "0 s. 4oncluimos=ue, para s / 50 D 4, slo daños superciales se producirB para un período decontacto de #0s.

(*) >istorias de temperatura en los lugares prescritos son los siguientes.

Ga temperatura crítica de 13 D 4 se alcanNa en apro+imadamente "s en +/ 0,5 mm - dentro de Os en + / #mm.


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SOLUCION

4FIF4:F! ubicacin del termopar en la losa de espesor. emperaturainicial. 9edicin de termopar dos minutos despu's de una supercie selleva a temperatura de agua >irviendo.

EI4UEI


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el

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