PC03 -TC - Practica - 2021-1 PDF

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Transferencia de Calor Tercera Práctica Pre grado 2021-1

Instrucciones específicas:

En la parte práctica, pueden usar notas de clase. No está permitido ningún tipo de comunicación del alumno. No pueden abrir ningún tipo de página web. Solo libro de texto (NO SOLUCIONARIOS) y formulario. No uso de celular u otro medio de comunicación. Se podrá elegir al azar a alumnos para que expliquen el desarrollo de su práctica. Resolver de modo claro, breve y ordenado indicando sus consideraciones y esquema según sea necesario. La práctica es INDIVIDUAL.

(Parte de cálculo) – 12.0 pt

II.

[4 pt.] Una pared plana de 2 cm de espesor, conductividad 20 W/m.°C y superficie de 80 cm x 40 cm separa dos fluidos a distinta temperatura. En la cara izquierda de la pared se encuentra un fluido a 30°C con un coeficiente convectivo de 8 W/m2.°C, mientras en la cara derecha, el otro fluido se entre a 200°C con un coeficiente convectivo de 28 W/m2.°C.

Con el propósito de mejorar la transferencia de calor, se coloca aletas (k=30 W/m.°C) de sección constante: 40 cm x 3 mm y longitud de 8 cm. Se pide:

a) Decidir si las aletas se colocan en la cara izquierda o en la derecha. Justifique b) Si se requiere triplicar la transferencia de calor, calcule el número de aletas. III.

[3 pt.] Calcule el flujo de calor (kW) en un banco de tubos cuya superficie exterior se encuentra a 160°C. Aire fluye transversalmente a los tubos a una temperatura promedio de 20°C y con una velocidad máxima (entre los tubos) de 12 m/s. El diámetro exterior de los tubos es de 1 cm, su longitud de 1.5 m y el tipo de arreglo es alineado (20 tubos x 20 tubos). 𝑺𝑳 = 𝑺𝑻 = 𝟐 𝒄𝒎

IV.

[5 pt.] En una planta termoeléctrica de ciclo combinado, 2 kg/s de vapor salen de la turbina como vapor saturado a 0.51 bar. El vapor se condensa en líquido saturado pasándolo por los tubos de un intercambiador de calor de carcasa y tubos, mientras que el agua líquida, que tiene una temperatura de entrada de Tc,i = 280 K, pasa a través de los tubos. El condensador contiene 80 tubos de paredes delgadas, cada uno de 10 mm de diámetro, y el caudal de agua total a través de todos los tubos es de 20 kg/s . El coeficiente de convección promedio asociado con la condensación en la superficie exterior de los tubos puede aproximarse como ho = 6000 W/m2.K.

Transferencia de Calor Tercera Práctica Pre grado 2021-1

a) ¿Cuál es la temperatura de salida del agua? b) ¿Cuál es la longitud de tubo requerida (por tubo)? c) Después de un uso prolongado, los depósitos que se acumulan en las superficies internas y externas de los tubos proporcionan un factor de ensuciamiento acumulativo de 0.0003 m2.K/W. Para las condiciones de entrada prescritas y la longitud del tubo calculada, ¿qué flujo másico de vapor se condensa?...