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• Claudia Lorena Febres Espinoza

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UNIVERSIDAD ALAS PERUANAS Dirección Universitaria de Educación a Distancia Escuela Académico Profesional de Ingeniería Ambiental

2016-II

OPERACIONES UNITARIAS EN INGENIERIA AMBIENTAL

MODULO II En Números

EXAMEN PARCIAL

En Letras

1

DATOS DEL ALUMNO (Completar obligatoriamente todos los campos)

Apellidos nombres:

y

UDED

FEBRES ESPINOZA CLAUDIA LORENA

Código

201313942 7

AREQUIPA

Fecha:

03-12-16

DATOS DEL CURSO

Docente:

Fernando Salazar Espinoza

Ciclo:

VI

INDICACI ONES PARA EL ALUMNO

Periodo Académico :

2016-II

Estimado alumno Le presentamos un modelo de examen PARCIAL del curso, el mismo que se sugiere desarrollar a fin de autoevaluarse en el estudio de los temas correspondientes a las semanas 1-4. Cualquier consulta dirigirse al docente en las tutorías telemáticas o correo docente. ¡Éxitos!

PREGUNTAS I.

Responda con verdadero(V) o falso(F) las siguientes preguntas.

5 ptos

1. Si el números de procesos individuales es grande, cada uno puede ser fragmentado e varias etapas denominadas operaciones.

(V )

2. En el espectro electromagnético la luz visible se da en zona del infrarrojo(F ) 3. La transferencia de calor es parte de los procesos unitarios

( V)

4. En todas las operaciones que realiza el ingeniero químico interviene la producción o absorción de radiación en forma de calor.

(F)

5. La conducción se realiza de partícula a partícula

(V )

6. Los intercambiadores de calor son de cinco tipos

(F)

7. Se puede medir la eficiencia de un intercambiador de calor

(V)

8. Un intercambiador es un dispositivo que solo se encuentra en los sistemas de refrigeración y aire acondicionado

( F)

9. Existen solo dos tipos de fluidos en nuestro medio

(V)

10. Los factores de ensuciamiento provocan resistencias adicionales al flujo de calor y reducen el coeficiente global.

(V ) 2

II.

Escriba dos ejemplos de cada tipo de transferencia de calor. SE CLARO EN SU RESPUESTA. 5 ptos CONDUCCION: -

el calor se desplaza desde el extremo caliente del atizador (instrumento de metal para mover carbón) hacia el más frio (donde la sostienes).

-

El hielo en una tasa de agua caliente se derrite por medio de la conducción.

RADIACION: -

el calor atraviesa una habitación por la ventana en forma de rayos infrarrojos.

-

La luz emitida por una lámpara incandescente

CONVECCION: -

cuando pones una olla en una estufa

-

Cuando el vapor de agua empaña los vidrios de un baño, por la caliente temperatura del agua al bañarse.

III.

Describa con sus propias palabras un intercambiador

de calor

y su

funcionamiento. 3 ptos Un intercambiador de calor es un dispositivo que se utiliza para transferir calor entre dos fluidos IV.

Escriba un ejemplo de intercambiador de calor en la industria alimentaria. 2 ptos INTERCAMBIADORES DE PLACAS Los intercambiadores de placas son la mejor opción cuando se trata de calentar o enfriar un líquido sin pulpa como son los zumos de manzana, la leche, vino, agua etc. Fabricados íntegramente en acero inoxidable existen disponibles cientos de configuraciones distintas que se adaptan a cada proceso en particular. 3

V.

Un condensador de vapor de 4 m de longitud tiene 2000 tubos de bronce de 15,9 cm de diámetro exterior y un espesor de pared de 1,25 mm. En un ensayo se suministran al condensador 120 kg/seg de agua de refrigeración a 300ºK, y cuando la presión de vapor en la carcasa es de 0,1116 atm, se producen 3,02 kg/seg de condensado. Determinar: a) La eficiencia del condensador b) El coeficiente global de transmisión de calor Datos: El calor específico del agua es de 4174 J/kg°K

5ptos

RESOLUCIÓN Supondremos que el coeficiente global de transmisión de calor U es constante a lo largo del intercambiador. La temperatura del fluido caliente es la temperatura de saturación del vapor a la presión de 0,1116 atm, es decir: Ts = 48ºC = 321ºK, y el calor latente de condensación: rl-v= 2387 kJ/kg. Haciendo un balance de energía se obtiene la temperatura TF2 de salida del agua de refrigeración: G F c pF (TF2 - TF1 ) = Gvapor rl-v

120

kg seg

x 4,174

kJ kg º K (TF2 - 300) ºK = 3,02

kg seg x 2387

kJ kg

= 7208,75

kJ kg ⇒ TF2

= 314,4ºK

a) Eficiencia del condensador: ε =

NTU = 1,15 =

TF 2−TF 1 Tsat −TF 1

=

314,4−300 321−300 = 0,6857 = 1 -

e−NTU

UA C mín

b) Coeficiente global de transmisión de calor: U A = 1,15 C mín = 1,15 x (120 x 4,174)

kJ segºK

kW ºK Para la superficie exterior de los tubos: A e = π d e L N = π x

Ue=

UA Ae

⇒

=

576 (kW /ºK ) 400 m2

= 1,44

kW m2ºK

4

1,59.10−2 x 4 x 2000 = 400 m2

= 576