examen generadores
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PRIMER PARCIAL DE TRANSFERENCIA DE CALOR Y GENERADORES DE VAPOR. 27 OCTUBRE 2014. ALUMNO: 1. Obtén la expresión en diferencias finitas de un nodo situado en esquina exterior con entorno convectivo y generación. 2.‐ Esquema de una caldera de circulación natural con los elementos más importantes. 3.‐ Explica las diferentes presiones que intervienen en el funcionamiento de una válvula de seguridad. 4.‐ Qué es una válvula principal de vapor y de purga. 5.‐ Limitación de las calderas cilíndricas. 6.‐ Explica el significado de la difusividad térmica y de la inercia térmica. 7.‐ Cuál es la primera condición de contorno común a los tres casos de resolución de problemas de aletas. 8.‐ Funciones del colector superior. 9.‐ Localización del economizador, ventajas y limitaciones. 10.‐ Limitación de las calderas de recirculación. PROBLEMAS. 1.‐ Un cazo metálico contiene agua hirviendo a 100 ºC. Se supone que el mango del cazo es un cilindro de diámetro D = 10 mm, longitud L = 175 mm y conductividad térmica k = 40 W/m∙K. Se quiere saber a partir de qué distancia se puede asir el mango sin quemarse, considerando que para ello debe estar a una temperatura inferior a 50 ºC. La pérdida de calor en el extremo del mango se puede despreciar. El aire del ambiente que rodea el mango del cazo se encuentra a una temperatura de 293 K y proporciona un coeficiente de convección de 10 W/m2∙K. Realizar el cálculo de la distancia para un mango macizo y calcular el calor que se pierde por el mango. (tecjun07) 2.‐ Una pared cuadrada de 50x50 (cm2) y k = 10 W/m ºC, tiene los lados izquierdo y superior asilados, el derecho sometido a un flujo de calor de 10 W/m2 y el inferior a un entorno convectivo con h=20 W/m2 ºC y T=27 ºC. Determina las temperaturas de los cuadros nodos de las esquinas y el flujo de calor en la cara inferior, si existe una fuente de calor uniformemente distribuida de 10 W/m3.(1par09‐10). 3.‐ An industrial freezer is designed to operate with internal air temperature of ‐20ºC. External air temperature is 25ºC and internal‐external convective coefficients are 12 and 8 W/m2ºC, respectively. Walls of the freezer have an inner layer of plastic (1W/mºC, thickness 3 mm), and an outer layer of stainless Steel (16 W/mºC, thickness 1 mm).Sandwiched between these two layers is insulation 0,07 W/mºC. Find the width of insulation to reduce the heat loss to 15 W/m2. 1 2 3 4 q/A h, T
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PRIMER PARCIAL DE TRANSFERENCIA DE CALOR Y GENERADORES DE VAPOR. 27 OCTUBRE
2014.
ALUMNO:
1. Obtén la expresión en diferencias finitas de un nodo situado en esquina exterior con
entorno convectivo y generación.
2.‐ Esquema de una caldera de circulación natural con los elementos más importantes.
3.‐ Explica las diferentes presiones que intervienen en el funcionamiento de una válvula de
seguridad.
4.‐ Qué es una válvula principal de vapor y de purga.
5.‐ Limitación de las calderas cilíndricas.
6.‐ Explica el significado de la difusividad térmica y de la inercia térmica.
7.‐ Cuál es la primera condición de contorno común a los tres casos de resolución de
problemas de aletas.
8.‐ Funciones del colector superior.
9.‐ Localización del economizador, ventajas y limitaciones.
10.‐ Limitación de las calderas de recirculación.
PROBLEMAS.
1.‐ Un cazo metálico contiene agua hirviendo a 100 ºC. Se supone que el mango del cazo es un
cilindro de diámetro D = 10 mm, longitud L = 175 mm y conductividad térmica k = 40 W/m∙K.
Se quiere saber a partir de qué distancia se puede asir el mango sin quemarse, considerando
que para ello debe estar a una temperatura inferior a 50 ºC. La pérdida de calor en el extremo
del mango se puede despreciar. El aire del ambiente que rodea el mango del cazo se encuentra
a una temperatura de 293 K y proporciona un coeficiente de convección de 10 W/m2∙K.
Realizar el cálculo de la distancia para un mango macizo y calcular el calor que se pierde por el
mango. (tecjun07)
2.‐ Una pared cuadrada de 50x50 (cm2) y k = 10 W/m ºC,
tiene los lados izquierdo y superior asilados, el derecho
sometido a un flujo de calor de 10 W/m2 y el inferior a un
entorno convectivo con h=20 W/m2 ºC y T=27 ºC.
Determina las temperaturas de los cuadros nodos de las
esquinas y el flujo de calor en la cara inferior, si existe una
fuente de calor uniformemente distribuida de 10
W/m3.(1par09‐10).
3.‐ An industrial freezer is designed to operate with internal air temperature of ‐20ºC. External
air temperature is 25ºC and internal‐external convective coefficients are 12 and 8 W/m2ºC,
respectively. Walls of the freezer have an inner layer of plastic (1W/mºC, thickness 3 mm), and
an outer layer of stainless Steel (16 W/mºC, thickness 1 mm).Sandwiched between these two
layers is insulation 0,07 W/mºC. Find the width of insulation to reduce the heat loss to 15
W/m2.
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q/A
h, T
