Una placa metálica delgada está aislada en la parte posterior y expuesta a la radiación solar en la superficie del frente (figura 1-44). La superficie expuesta de la placa tiene una absortividad de 0.6, para la radiación solar. Si la radiación solar incide sobre la placa a una rapidez de 700 W/m2 y la temperatura del aire circundante es de 25°C, determine la temperatura de la superficie de la placa cuando la pérdida de calor por convección y radiación es igual a la energía absorbida por la propia placa. Suponga que el coeficiente combinado de transferencia de calor por convección y radiación es de 50 W/m2 · °C. Solución. El lado posterior de la delgada placa metálica está aislado y el lado del frente está expuesto a la radiación solar. Se va a determinar la temperatura de la superficie de la placa cuando se estabiliza.
La corriente que se genera mediante los alternadores descritos más arriba, aumenta hasta un pico, cae hasta cero, desciende hasta un pico negativo y sube otra vez a cero varias veces por segundo, dependiendo de la frecuencia para la que esté diseñada la máquina. Este tipo de corriente se conoce como corriente alterna monofásica. Sin embargo, si la armadura la componen dos bobinas, montadas a 90º una de otra, y con conexiones externas separadas, se producirán dos ondas de corriente, una de las cuales estará en su máximo cuando la otra sea cero. Este tipo de corriente se denomina corriente alterna bifásica. Si se agrupan tres bobinas de armadura en ángulos de 120º, se producirá corriente en forma de onda triple, conocida como corriente alterna trifásica. Se puede obtener un número mayor de fases incrementando el número de bobinas en la armadura, pero en la práctica de la ingeniería eléctrica moderna se usa sobre todo la corriente alterna trifásica, con el alternador trifásico, que es la máquina dinamoeléctrica que se emplea normalmente para generar potencia eléctrica.
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Una placa metlica delgada est aislada en la parte posterior y
expuesta a la radiacin solar en la superficie del frente (figura
1-44). La superficie expuesta de la placa tiene una absortividad de
0.6, para la radiacin solar. Si la radiacin solar incide sobre la
placa a una rapidez de 700 W/m2 y la temperatura del aire
circundante es de 25C, determine la temperatura de la superficie de
la placa cuando la prdida de calor por conveccin y radiacin es
igual a la energa absorbida por la propia placa. Suponga que el
coeficiente combinado de transferencia de calor por conveccin y
radiacin es de 50 W/m2 C.
Solucin. El lado posterior de la delgada placa metlica est
aislado y el lado del frente est expuesto a la radiacin solar. Se
va a determinar la temperatura de la superficie de la placa cuando
se estabiliza.
Suposiciones. 1 Existen condiciones estacionarias de operacin. 2
La transferencia de calor a travs del lado aislado de la placa es
despreciable. 3 El coeficiente de transferencia de calor permanece
constante.
Anlisis. La absortividad solar de la placa es 0.6 y, por tanto,
el 60% de la radiacin solar incidente sobre la placa es absorbida
de manera continua. Como resultado, la temperatura de la placa se
elevar y aumentar la diferencia de temperatura entre ella y los
alrededores. Esta diferencia creciente de temperatura causar que se
incremente la razn de la prdida de calor de la placa hacia los
alrededores. En algn punto, la razn de la prdida de calor de la
placa ser igual a la de la energa solar absorbida, y la temperatura
de la placa ya no cambiar. La temperatura de la placa cuando se
establece la operacin estacionaria se determina a partir de
Despejando Ts y sustituyendo, se determina la temperatura de la
superficie de la placa como
