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• diego del aguila

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UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS ESCUELA ACADEMICA DE INGENIERIA METALURGICA OPERACIONES Y PROCESOS METALURGICOS II EXAMEN VIRTUAL PARCIAL III.-BLOQUE ANALITICO PROBLEMA N°1 Por el interior de una tubería de acero, de 17 cm de diámetro exterior y 15 cm de diámetro interior (conductividad térmica 15 kcal/h·m°C), circula vapor saturado a 60 kgf/cm2 de presión (T = 274°C) atravesando un local que se encuentra a 21ºC. Los coeficientes de película exterior e interior son 10 y 2.000 kcal/h·m2°C respectivamente. Calcular: A. Flujo de calor por unidad de longitud. B. Espesor de aislante (lana de roca de conductividad térmica 0,048 kcal/h·mºC) necesario para reducir el flujo de calor a la tercera parte. C. Espesor de aislante necesario para reducir la temperatura superficial exterior hasta un máximo de 50ºC.

PROBLEMA N°2 Calcular la energía comunicada al agua en un colector solar plano de 20 m2, cuando recibe una irradiación total de 800 W/m2, sabiendo que tiene una absorbancia a = 0,92, una emisividad e = 0,15 y una transmitancia térmica al aire ambiente h = 3 W.m-2.K-1, para una temperatura del agua de 60 OC y del ambiente de 18 'C.

PROBLEMA N° 3 Hallar la distribución de temperatura, el flujo de calor y el área media de una esfera hueca de radio internoR1 y externo R2, cuyas temperaturas interna y externa son T1 y T2

respectivamente.

PROBLEMA N° 4 Para cuerpos negros a diferentes temperaturas, a) 5800 °K (sol), b) 2900 °K (filamento de wolframio), c) 1000 °K (hierro al rojo) y d) 300 °K (tierra), calcular la longitud de onda de máxima emisión, la fracción de energía radiante emitida entre 0,38 pm y 0,78 pm (rango visible) y la emitancia. sol

Filamento W

Fe al rojo

Tierra

5800

2900

1000

300

56700

459.27

emitancia  64164532.32 4010283.27 emitancia  6.4x10 W/m 7

2

4.0x10 W/m 6

2

5.6x10 W/m 4

Longitud de onda máxima: m*T= 2.898x10 mK 5800 K (sol) 2900 K (wolframio) 1000 K (hierro al rojo) 300 K (tierra) -3

a. b. c. d. λmáx

a.  2.898x10-3mK5800 K=5x10-7m b.  2.898x10-3mK2900 K=9.99x10-7m c.  2.898x10-3mK1000 K=2.9x10-6m d.  2.898x10-3mK300 K=9.67x10-6m

2

4.6x10 W/m

2

PROBLEMA N° 5 Dos discos paralelos de 50 cm de diámetro distan 10 cm. Uno de los discos tiene un orificio de 20 cm de diámetro en el centro. Encuéntrese el factor de forma de este disco con respecto al que no tiene orificio.