Tecnología de Fluidos y CalorExamen Final

2015 - 1

Nombre del Profesor: Héctor Zevallos Chávez Especialidad: C15Ciclo: TerceroDuración: 80 min. Cantidad de preguntas: 05. Puntaje: 04 puntos c/preguntaIndicaciones especiales:Se permite: el uso de calculadoras.No se permite el uso de textos ni apuntes. Utilice lapicero azul o negro.

1. La diferencia de presiones entre los puntos 1 y 2 de la tubería de la figura es de 400 kg/m2. Por la tubería circula agua. El líquido en el manómetro tiene una densidad relativa de 11.

Datos: h = 1,0 m, Peso específico del agua: 1000 N/m3 Determinar la altura “x”.

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2. Se ha encontrado que durante un proceso determinado, la relación entre las variables p y V es de PVn = cte. Para dos condiciones, se conoce los valores de p, llamémosles p1 y p2 en valores absolutos, también se conocen los valores de V1 y V2.

Se solicita determinar el valor de “n”.

P1: 18 bar; V1: 4,7 m3

P2: 360 bar V2: 2 m3

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3. Un kg de aire a 2 bar y 37 °C están contenidos en el recipiente mostrado que tiene un pistón desplazable. Se transfiere calor al aire hasta que su temperatura alcanza los 657 °C, y el pistón llega al tope superior. Determine la p final del aire en bar.

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4. Una tubería desnuda que transporta vapor húmedo a una presión absoluta de 7 bar (Ts: 165 °C) se localiza en una habitación cuya temperatura ambiente es de 15 °C. Si el coeficiente de transferencia de calor por convección entre el tubo y el ambiente es de 10 W/m2.°K, El diámetro es igual a 15 cm y la longitud es de 20 m. Considere “despreciable” las pérdidas de calor por conducción a través de la tubería. Calcular las pérdidas de calor en kW.

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5. Un condensador de superficie de un solo paso con tubos de 16 mm de diámetro externo cuyo largo efectivo es de 4,5 m, recibe 3600 kg/hr de vapor a 2 bar (120 °C) con una entalpía (calor latente de vaporización) de 526 kcal/kg. El condensado sale saturado a 120 °C. El agua de circulación entra a contracorriente en los tubos a 16°C y sale a 36 °C. Si el coeficiente de transmisión de calor basado en el diámetro exterior es: U= 2909 kcal/h. m2 °C, determine:

a) El flujo de masa de agua de enfriamiento, en kg/sb) Superficie de calefacción en m2.c) El número de tubosd) La velocidad media del agua en m/s.

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FORMULARIO

Ecuación de BernoulliPγ

+ Z1+v2

2g= Constante

γ : peso específico

Ecuación general de los gasesP VT

= Constante

P . Vn= Constante

Transferencia de calor

qc=k . A . ΔTe

k :coeficiente de conductividade: espesorqc: calor por conducciónqv = h . A . ΔT ( calor por convección)h: coeficiente de convección

Intercambiadores de CalorQi= U . A . ΔT Calor en intercambiadorU: Coeficiente global de transferencia de calorQs = m Ce ΔT calor sensibleCe: Calor específicoQL=m . Lv calor latenteLv : Calor latente de vaporización

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