Practica Parcial 1.pdf

HRHReffWKffi{e d# H ffiffi.mffi ffim#ffi/,- ffiRffi ffil/,RK,ffiRffi€ lBmffi;fl PpSffi ?rffurr*reffiBss Fecha de Enta"*¡pr: Frimel, Farcial r-rlp¿llrF'rql6lF{ qf[-Wmg]q¡1f'{$l$F¡1}1, ¡1fi {;AEr0[-tRN ESTA¡]$ ¡ifiTÁfirfin¡S¡qr$" 3". Dtis an¡hientcs A y E, rle grandes rlime¡rnic¡nes están separadCIs f¡$t' una pared de ladrillr: dr* 1.2 oüJ

rie cmxtciactividad iguala .L,Z

lc-¡:r¡"| del

esiresr:r

v emisividad superficial *le ü,?S. La i;emperatura extürrrr¡ ¿eX taslril6-i em e{ [Wm arnhicr¡te B es de 120 l-"Cl y la tern¡leratura del aíre y sus alrededores del mismo arnirieni-e es cle 3CI ["{ll. La f:ramsfetrencia de caior p(tr convscción lihre detr anrhi*nte S es ?0 Iineontnar ¡ctrf]era,c¡r¡:a r]q [¿ tra "Cl. [\rV/mz supenficie interna del laclrillo en el ambiente A.

l,¡ñ Fnnndnn

rl,e un hoi:no c$t¡i flgnstituidi] r:nn ircs diferenl;en l]-¡n[,erialn;; [,¡ prinrern rie laejrilln refractnrir: qir ,= de 3{} [cnr] de espesor; la segunrla de ladriilos tle can]ín (k ü,[4 Vülrn,,C] co¡¡ 1(] [cnr] aje esi]eso]", @ln tercera la está por varias capas de aislante rie arnianto (l< = fi,10 W/m "C) r{e 1,5 [*onj Cu es[iesorcc¡nstituirlcl )¡ ca{i¿{ u'r¡.l^ La temper;ltura de la cara i¡rfierna del horiio ers igual a 12ü{i['Cj,la l-enlperatllr¿l qle ia cara r;xie¡r¡:r rir*,t aislar:lte de a¡triante¡ es de 45 ["Cl ]' la tempenatura del niedib arnbie¡rte bsfá a tg ¡t], el coef iciei¡te de ccnvr:ccidrr.r extei:n-¡a se puede sonsideran Calcular; El r]el 'Cl. númnro cie an-¡iantn y la i:enrperax.rira capas de aislatrte [Yt//tm2 cle la smperf icie entils el refructArio y el caolín, Sahienclo que la rempeiatura eJe trabaju cleitr caalfn es de lfiOOi,f;i .¡ si el r¡afnr caXclrlado es i$ayor¡ cuál debe ser el espesor de nefracfiaris] rnanteniendo ]*s oi:ros cial.as inalt.e,rahte$" ?^

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3' Fef.er'¡nine el finrjo dc eair¡r a travós cie una pared piana co¡nprresta (en serie y pi:raielq) pnr c¡r;r.tro mate rin]e s ts, ij y IJ, tiene una temperafura interna Tr una ternperatura externa T¿, loi nlateriales tierit¡n ias si¡¡uiente:; resistencias a la tnansferelrcia de calor; ld¡, R¡, Rc Ro, las ¡:aredes B y C están en paralelo y su resis;tencía equ{v*trente están en serie con las prae-ecles A.y D.

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IF{THRNA DE HF,f;HRGIA"

[Wlrm'Cl y espesor de :LS [mm] a través de la placa su iian* pasar cr:rri*iri:e e!{:cl.riea dc i.;;l iiiai*ri.j iju.t: ia. genernción interna de energfa es cle 2.1- x 1"07 [W/m31. La ¡:laca esta refrigerarJa; ¡:or ¿rmbns lac]os de agr,ra cüyas oCl; el otro temperaturas y coeficientes de cc¡nvección son: I.ln lado 65 lado ticne gjj fl l'9 fiktrA/lnez'C]. üraficar di cha

distribución de tempr eratura.s.

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fi" Ser tiene ur¡ {o¡ldueton largo rlo asgro i¡roxidabre de 1"fi fmnrl rte iario clg seccién firai¡sversa! cuacxr:arir;, estrá aislada perfeetamente en tres de sus larlos y se mantien* rni, temireralura rle 'it}ü l''ii"l rll rri lacis ¡est¿riLfle" " conduciendn una cnrrienfe Determínese la temperatura rnáxiir¡ra en la varilla cuando est.á de 10{X} Anr¡irir"ios" f ,a conrlúctir¡idad térmira y eléctrica del acero inoxidable se puecle suponer qus es de I< 16 {ltvlni "C.j v 1,ii .- ¡6,r [(^t cml i y se puede despreciar el ftrujo de caror en los extremcs rie la varilla.

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nfl IcO nE ff sLAndtEn{TG. f,ul¡enía que si¡ln del recalentaqiqr en Unn eentral termoelécfiri¡;a, lraslarja l¡af]nr i:*:r;¿!6¡¡¡¡¿¡01* a

ÍisF'Esqtí{. mpmnnn TÉfl NntCI l]ü$Nffi ffi. tr,a

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de lnngitud, [:l cmeficiente entrfi el vapor y tra superficie interna de la tuheríu e, ,1" 5 ,,t.i, el"r;rrurfir:iell¡e e1e fnW¡mz co¡rveccíón exLerrlá al medio ambiente es ele 12 [Wmz "C]. Encontrar el espesor i'ná-s aáecuadi de aislante en la cuirería' Etr generadon de vapr:r trabaja con gas nat{rral :10,81 kV1/-tr¡rnel; cuyo cosLo es cle l,EZ fg"/Á.]. t a central trairaja en forma ininterrurnpida 11 meses al afio. El aislante que se dispone es La la¡ra de vlcirlo ci.¡.yos rlafc¡s son: Conductividad 0"ft4 [lA¡/m "C], cuyo costc de 25 [mm] de espesor instálado es c1e S0 flEs/anzl 31 6ror la.s c*mdiciomes de tnabajo rlel ambiente se considera corno j-0 áÍios la vidá útil cle Ia lana de r¡iclnio. L,a ter¡iruerarun-* den me'.trio arthieqte es de Z0 ["C]. Arl_ernás, encentrarel radio cnítir:o.

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interno es B0 [cm], esüi construido con un material especial (k*W,Z5 [W/rn 'C]) de un espesor de 100 [mm], la temperatura interna del reactor (superficie interna del materiat) es de 850 ["C]. Se debe encontrar el número Optimo - Técnico * Económico, de capas de aislante externo (por encima del material). El aislante tiene una conductividad de 0,02f W/m "C] y un espesor de 50 [mml qüe tiiSne un costo de 250 [$/mz]. El reactor es calentado mediante energía radiactiva que tiene un costo de 0,98 [$/kw-h], el aislante tiene una vida útil de 5 años, el trabajo del reactor es cle 24 horas al día y 330 días al año. La ternperatura del rnedis ambiente 50 fC] y se puede considerar un coeficiente de convección, entre la superficie externa del aislante y el medio ambiente de 54 [W/mz'C]. 7. Un reactor esférico de diámetro

sIIPERFICTES EXTENDIDAS (ALETAS). B" Un motor de dss tiempos de una motoeieleta tiene un

eilindrs de duraluminio (k = l"Bg W/m "C) de 12 [cm] de altura y 12 [cm] de diámetro exterior provisto de aletas circunferenciales de 6 [mm] de espesor y 2ü [mrn] de longitud, separados entre centro o paso de 12 [mm]. Cuando la motocicleta imprime velocidad de 90 [km/hora], las temperaturas en la base de las aletas son de ZtZ [C], cuando el aire estáa27 ['C]. Determinar el flujo de calor del cilindro al medio ambiente, si el coeficiente de convección es de 60 lWlm, "C], En estas condiciones la eficiencia de una aleta es de 93 [%]. 9. Calcular el incremento de disipación de calor gue podría obtenerse desde una pared plana, de 30x30 [mm] usando clnco aletas en forme de pesadores de forma dc paralelepípedos de base euedrada de 5x5 [rnm] y una altura de 25 [mm] cada uno. Suponer que el coeficiente de transferencia de calor entre la superficie de la pared plana y la de un pasador y el aire que lo rodea es de 130 IW /m, oC], la pared plana está a 200 C] y el aire a 2t) f ['C]. La pared y los pasadores tienen una conductividad de 160 [W/m "C].

un proceso químico de transferencia de calor de una superficie de aluminio (k = 204 [W/m "Cj) al agua destilada, se aumenta mediante cierto número de aletas finas, que se coloca en la superficie externa, Cada aleia (de aluminio) tiene una longitud de 50 [mm] y un espesor de 2 [mm]. Cada aleta se recubre con una Lar,a le plástico (k = 0,5 [Wm "C]) de 0,1 [mm] de grueso, para lrnpedir la,ionización del agua. Los extrernas]lb rell r,l+r jr::i aletas se encajan contra una pared aislada. La temperátura en la base de las aletas es de B0 ["C], la tenrper;il"rlr¿t media del agua es de 20 ["C] y el coeficiente de transferencia de calor entre el agua y el revesiimiento d,;plás:ir,,, es de 0,2 [kW/mz K]. La ecuación diferencial y solución para eite caso es: 1,0. En

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Una forma de solución es:

Utilizando estas eeuaciones deternrÍnese la temperatura en la extremidad de las aletas y la eficiencia de las mismas.

Gustavo Rojas Ugarte Docente MEC 225I "An-r'B*

Univ. Ronald Ermis Marca Guzmán Auxiliar de Docencia MEC2257"A'

Univ. Alexander Pedro Chávez Encinas Auxiliar de Docencia MEC 225L'8" ¡¡/20{E