Punto Previo - Segundo Parcial - MecáNica
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Facultad de Ingeniería, Administración y Ciencias Básicas Curso: Transferencia de Calor Punto Previo. Segundo Parcial Abril 28 y 29 / 2015 NOMBRE: __________________________________________________ CÓDIGO: ________________________ GRUPO: _________________ Estimado Ingeniero: Esta prueba tiene por objeto evaluar parcialmente los conocimientos que ha adquirido durante segundo corte de su curso de transferencia de calor. Hasta el momento se han puesto prueba conocimientos previos y la temática a evaluar en esta sección es SUPERFICIES EXTENDIDAS. 1 En esta ocasión les reitero que “parte del ejercicio de la ingeniería implica la toma de decisiones particularmente orientadas a minimizar costos y maximizar eficiencias”. Por este motivo debe usted considerar que se encuentra contratado por la empresa CEMENTOS SAMPER. Durante la construcción de su última línea de producción de bloques de cemento de alta gama, una de las paredes del horno ha quedado de un grosor menor al requerido para su aislamiento obteniendo una temperatura en su superficie de 235°C. Teniendo en cuenta que esa pared da a un terreno baldío y no tiene tránsito peatonal sus jefes han decidido que la mejor opción es disipar el calor excedente de la pared mediante el uso de superficies extendidas o (aletas). La pared tiene un tamaño de 3m x 3m y su cubierta está construida en un material conductor (Conductividad de 204 W/m.K). De acuerdo con las dimensiones de la pared se le pueden instalar 900 aletas, las cuales son fabricadas en el mismo material y tendrían una longitud máxima de 10 cms. Si el coeficiente de transferencia de calor por convección del aire en contacto con la pared es de 10 W/m.K y que se encuentra a 10°C. a) (2PTS) Cuál las geometrías de aletas presentadas en la figura 1 (A, B, C o D) transfiere más calor? Por qué? b) (2PTS) Si se cuantifica la eficiencia (η) del proceso de aleteadode acuerdo con la ecuación. Cuál es la eficiencia para cada una de las opciones? η = (Qtransferido con aletas/Qtransferidosin aletas)*100 c) (1PT) Cuál es el perfil de temperaturas a lo largo de la aleta para las aletas más eficientes? Figura 1. Geometrías de aletas disponibles. 1 Nota 1. Todas las geometrías acá presentadas tienen el área transversal constante por lo tanto son validas las tablas usadas en clase. Nota 2. Recuerden que la pared aleteada no solo transfiere calor por las aletas sino también por su área no aleteada. Nota 3. Al escoger o emplear cualquier ecuación no olvide justificar por qué selecciona alguna de ellas.
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parcial de mecanica de fluidos utilizado para el servicio
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Facultad de Ingeniería,
Administración y Ciencias Básicas Curso: Transferencia de Calor Punto Previo. Segundo Parcial
Abril 28 y 29 / 2015
NOMBRE: __________________________________________________ CÓDIGO: ________________________ GRUPO: _________________
Estimado Ingeniero:
Esta prueba tiene por objeto evaluar parcialmente los conocimientos que ha adquirido durante segundo corte de su curso de transferencia de calor. Hasta el momento se han puesto prueba conocimientos previos y la temática a evaluar en esta sección es SUPERFICIES EXTENDIDAS.1 En esta ocasión les reitero que “parte del ejercicio de la ingeniería implica la toma de decisiones particularmente orientadas a minimizar costos y maximizar eficiencias”. Por este motivo debe usted considerar que se encuentra contratado por la empresa CEMENTOS SAMPER. Durante la construcción de su última línea de producción de bloques de cemento de alta gama, una de las paredes del horno ha quedado de un grosor menor al requerido para su aislamiento obteniendo una temperatura en su superficie de 235°C. Teniendo en cuenta que esa pared da a un terreno baldío y no tiene tránsito peatonal sus jefes han decidido que la mejor opción es disipar el calor excedente de la pared mediante el uso de superficies extendidas o (aletas). La pared tiene un tamaño de 3m x 3m y su cubierta está construida en un material conductor (Conductividad de 204 W/m.K). De acuerdo con las dimensiones de la pared se le pueden instalar 900 aletas, las cuales son fabricadas en el mismo material y tendrían una longitud máxima de 10 cms. Si el coeficiente de transferencia de calor por convección del aire en contacto con la pared es de 10 W/m.K y que se encuentra a 10°C. a) (2PTS) Cuál las geometrías de aletas presentadas en la figura 1 (A, B, C o D) transfiere más
calor? Por qué? b) (2PTS) Si se cuantifica la eficiencia (η) del proceso de aleteadode acuerdo con la ecuación. Cuál
es la eficiencia para cada una de las opciones?
η = (Qtransferido con aletas/Qtransferidosin aletas)*100 c) (1PT) Cuál es el perfil de temperaturas a lo largo de la aleta para las aletas más eficientes?
Figura 1. Geometrías de aletas disponibles.
1Nota 1. Todas las geometrías acá presentadas tienen el área transversal constante por lo tanto son
validas las tablas usadas en clase. Nota 2. Recuerden que la pared aleteada no solo transfiere calor por las aletas sino también por su área no aleteada. Nota 3. Al escoger o emplear cualquier ecuación no olvide justificar por qué selecciona alguna de ellas.
