Geschreven door studenten die geslaagd zijn Direct beschikbaar na je betaling Online lezen of als PDF Verkeerd document? Gratis ruilen 4,6 TrustPilot
logo-home
Tentamen (uitwerkingen)

Instructor's Solutions Manual Fundamentals of Heat and Mass Transfer 7th Edition

Beoordeling
-
Verkocht
-
Pagina's
2639
Cijfer
A+
Geüpload op
11-07-2023
Geschreven in
2022/2023

Instructor's Solutions Manual Fundamentals of Heat and Mass Transfer 7th Edition

Instelling
Vak

Voorbeeld van de inhoud

, PROBLEM 1.1

KNOWN: Thermal conductivity, thickness and temperature difference across a sheet of rigid
extruded insulation.

FIND: (a) The heat flux through a 2 m × 2 m sheet of the insulation, and (b) The heat rate
through the sheet.

SCHEMATIC:

A = 4 m2


W
k = 0.029
m ⋅K qcond

T1 – T2 = 10˚C


T1 T2


L = 20 mm
x

ASSUMPTIONS: (1) One-dimensional conduction in the x-direction, (2) Steady-state
conditions, (3) Constant properties.

ANALYSIS: From Equation 1.2 the heat flux is

dT T -T
q′′x = -k =k 1 2
dx L

Solving,

W 10 K
q"x = 0.029 ×
m⋅K 0.02 m

W
q′′x = 14.5 <
m2

The heat rate is

W
q x = q′′x ⋅ A = 14.5 2
× 4 m 2 = 58 W <
m

COMMENTS: (1) Be sure to keep in mind the important distinction between the heat flux
(W/m2) and the heat rate (W). (2) The direction of heat flow is from hot to cold. (3) Note that
a temperature difference may be expressed in kelvins or degrees Celsius.

, PROBLEM 1.2

KNOWN: Thickness and thermal conductivity of a wall. Heat flux applied to one face and
temperatures of both surfaces.
FIND: Whether steady-state conditions exist.
SCHEMATIC:

L = 10 mm

T2 = 30°C

q” = 20 W/m2
q″cond


T1 = 50°C k = 12 W/m·K




ASSUMPTIONS: (1) One-dimensional conduction, (2) Constant properties, (3) No internal energy
generation.

ANALYSIS: Under steady-state conditions an energy balance on the control volume shown is

′′ = qout
qin ′′ = qcond
′′ = k (T1 − T2 ) / L = 12 W/m ⋅ K(50°C − 30°C) / 0.01 m = 24,000 W/m 2


Since the heat flux in at the left face is only 20 W/m2, the conditions are not steady state. <

COMMENTS: If the same heat flux is maintained until steady-state conditions are reached, the
steady-state temperature difference across the wall will be

ΔT = q′′L / k = 20 W/m 2 × 0.01 m /12 W/m ⋅ K = 0.0167 K

which is much smaller than the specified temperature difference of 20°C.

, PROBLEM 1.3
KNOWN: Inner surface temperature and thermal conductivity of a concrete wall.
FIND: Heat loss by conduction through the wall as a function of outer surface temperatures ranging from
-15 to 38°C.
SCHEMATIC:




ASSUMPTIONS: (1) One-dimensional conduction in the x-direction, (2) Steady-state conditions, (3)
Constant properties.
ANALYSIS: From Fourier’s law, if q′′x and k are each constant it is evident that the gradient,
dT dx = − q′′x k , is a constant, and hence the temperature distribution is linear. The heat flux must be
constant under one-dimensional, steady-state conditions; and k is approximately constant if it depends
only weakly on temperature. The heat flux and heat rate when the outside wall temperature is T2 = -15°C
are

q′′x = − k
dT
=k
T1 − T2
= 1W m ⋅ K
25o C − −15o C
= 133.3 W m 2 .
( )
(1)
dx L 0.30 m

q x = q′′x × A = 133.3 W m 2 × 20 m 2 = 2667 W . (2) <
Combining Eqs. (1) and (2), the heat rate qx can be determined for the range of outer surface temperature,
-15 ≤ T2 ≤ 38°C, with different wall thermal conductivities, k.

3500


2500
Heat loss, qx (W)




1500


500


-500


-1500
-20 -10 0 10 20 30 40

Ambient
Outside air temperature, T2 (C)
surface

Wall thermal conductivity, k = 1.25 W/m.K
k = 1 W/m.K, concrete wall
k = 0.75 W/m.K


For the concrete wall, k = 1 W/m⋅K, the heat loss varies linearly from +2667 W to -867 W and is zero
when the inside and outer surface temperatures are the same. The magnitude of the heat rate increases
with increasing thermal conductivity.
COMMENTS: Without steady-state conditions and constant k, the temperature distribution in a plane
wall would not be linear.

Gekoppeld boek

Geschreven voor

Vak

Documentinformatie

Geüpload op
11 juli 2023
Aantal pagina's
2639
Geschreven in
2022/2023
Type
Tentamen (uitwerkingen)
Bevat
Vragen en antwoorden

Onderwerpen

$36.49
Krijg toegang tot het volledige document:

Verkeerd document? Gratis ruilen Binnen 14 dagen na aankoop en voor het downloaden kun je een ander document kiezen. Je kunt het bedrag gewoon opnieuw besteden.
Geschreven door studenten die geslaagd zijn
Direct beschikbaar na je betaling
Online lezen of als PDF

Maak kennis met de verkoper

Seller avatar
De reputatie van een verkoper is gebaseerd op het aantal documenten dat iemand tegen betaling verkocht heeft en de beoordelingen die voor die items ontvangen zijn. Er zijn drie niveau’s te onderscheiden: brons, zilver en goud. Hoe beter de reputatie, hoe meer de kwaliteit van zijn of haar werk te vertrouwen is.
QuizMerchant University of Nairobi
Volgen Je moet ingelogd zijn om studenten of vakken te kunnen volgen
Verkocht
1224
Lid sinds
5 jaar
Aantal volgers
1095
Documenten
1624
Laatst verkocht
1 week geleden

3.8

174 beoordelingen

5
81
4
34
3
21
2
12
1
26

Recent door jou bekeken

Waarom studenten kiezen voor Stuvia

Gemaakt door medestudenten, geverifieerd door reviews

Kwaliteit die je kunt vertrouwen: geschreven door studenten die slaagden en beoordeeld door anderen die dit document gebruikten.

Niet tevreden? Kies een ander document

Geen zorgen! Je kunt voor hetzelfde geld direct een ander document kiezen dat beter past bij wat je zoekt.

Betaal zoals je wilt, start meteen met leren

Geen abonnement, geen verplichtingen. Betaal zoals je gewend bent via iDeal of creditcard en download je PDF-document meteen.

Student with book image

“Gekocht, gedownload en geslaagd. Zo makkelijk kan het dus zijn.”

Alisha Student

Bezig met je bronvermelding?

Maak nauwkeurige citaten in APA, MLA en Harvard met onze gratis bronnengenerator.

Bezig met je bronvermelding?

Veelgestelde vragen