2015-II
EAP DE INGENIERIA INDUSTRIAL TECNOLOGÍA DEL GAS NATURAL
EXAMEN FINAL
En Números
En Letras
M-EP20152
DATOS DEL ALUMNO (Completar obligatoriamente todos los campos)
Apellidos nombres:
y
UDED
Montalvo Delgado Eleazar Josue
Cdigo
201012322 9
Cusco
!ec"a:
01/11/2015
DATOS DEL CU#SO
Docente: Ciclo:
JORGE L!" ROJ#" ROJ#" $
Md$lo:
!
%eriodo Acad&mico:
2015-2
Estimado alumno
INDICACIO Él envió del examen se debe realizar en archivo en Word y la NES PARA solución de los problemas de cálculo se adjunta la captura de EL pantalla del archivo de Excel. ALUMNO
PREGUNTAS
Parte N° 1: Complete los espacios en blanco.
(!"
#untos $%u&
1. i el sistema el!ctrico de una casa tiene un voltaje de 1"## voltios. $a separación m%nima del medidor de &as licuado de petróleo '($)* o &as natural '(+* medida en metros es de: ,# metros por temas de se&uridad- se&n norma. ,. El medidor de a&ua y el medidor de &as licuado de petróleo '($)* o &as natural '(+* deben estar separados una distancia m%nima de //// metros. 0. )ara un edico de 12 departamentos como el caso desarrollado en la tutor%a de la semana 2- donde los medidores se ubican en el exterior- la distancia m%nima de separación entre el banco de medidores y el edicio es de 3# metros. 3. 4l&unas de las sustancias 5ue están consideradas dentro del 6ue&o tipo 7 son: &rasas- aceites ve&etales y animales. 4demás el icono pertenece a este tipo de 6ue&o tiene la 6orma de hexá&ono- con la letra de color blanco y el 6ondo es de color naranja. ". El 6actor de simultaneidad indica la cantidad de aparatos 5ue están conectados a la portencia máximaen 6orma//////..................... 4demás su valor se calcula M-EP20152
mediante el cociente entre la suma de todos los caudales y la potencia máxima. Parte N° ': 8esarrolle las si&uientes pre&untas.
('!"
#untos $%u&
1. Elabore un es5uema donde se muestre las sustancias 5ue se usan en una 6ractura hidráulica. 4demás este es5uema debe mostrar el porcentaje de extracción de &as y petróleo respecto a las t!cnicas de recuperación primaria. 9ambi!n debe estar los pa%ses 5ue se oponen al uso de esta tecnolo&%a en el mundo. Agua Hipoclorito de sodio (lavandina) Glutaraldehído Hidróxido de sodio (soda cáustica) Ácido clorhídrico (ácido muriático) Carbonato de sodio (natrón) Cloruro de potasio Goma guar Sales de orato !n"ima hemi celulósica !n"imas #esina acrílica Sílica #esina acrílica Sur$actantes !n"ima hemi celulósica
;.###< #.#,#< #.#1#< #.#;#< #.00#< #.#,"< #.1#< #.,"#< #.##1< #.##1< #.##1< #.##,< #.0##< #.#0#< #.#,1< #.#,#< 1##.### <
$os pa%ses donde está prohibido el uso de la 6ractura son: =rancia>ul&aria- 4lemania- ?eino @nido- ?epblica uda6ricana- ?epblica checa- EspaAa- uiza- 4ustria- Btalia- Brlanda del +orte- ?epblica de Brlanda y en al&unos estados de los Estados @nidos de +orteam!rica.
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,. )or 5u! se dice 5ue el &as natural es un combustible alternativo adecuado para la trans6ormación del transporte pblico en el pa%s y cuáles son sus benecios respecto a otros combustibles como el ($)- la &asolina y el di!selD )ara complementar su respuesta realice un ejemplo num!rico 5ue demuestre la ventaja económica del uso del (+ respecto a los otros. El gas natural es una de las mejores alternativas al uso de los combustibles derivados del petróleo, el gasóleo y la gasolina. Es un rival igualmente para el gas licuado de petróleo y también para los vehículos eléctricos e híbridos. Cuando se habla de gas para su uso en el automóvil es fácil la confusión entre los diferentes tipos de gases que se emplean. ásicamente son dos los más utili!ados, el "#$, o gas licuado de petróleo y el gas natural, ya sea en forma comprimida, "%C, o como un líquido, el "%#. El "#$ se obtiene del propio refinado del petróleo y es un gas que está formado principalmente por propano y butano. $ermite una reducción del consumo y las emisiones frente a la gasolina y el gasóleo. $ero al ser compuestos formados por tres y cuatro átomos de carbono respectivamente, las emisiones de C&' son menores que las de la gasolina, pero bastante altas. ( tiene el problema fundamental que no evita la dependencia del petróleo. #a otra alternativa para reducir el consumo de gasolinas o gasóleos es el gas natural, que básicamente es metano, es decir el compuesto más sencillo de la química orgánica, que solo tiene un átomo de carbono y cuatro de hidrógeno. #a utili!ación de gas natural permite reducir las emisiones del peligroso monó)ido de carbono, C&, en torno a un '*+ con respecto al equivalente de gasolina o gasóleo. $ero lo más importante es que elimina totalmente las emisiones de &' y otros compuestos de a!ufre altamente nocivos. ( también reduce en más de un -+ las emisiones de %&), igualmente muy peligrosas.
Parte N° : ?esuelva los si&uientes problemas. i usa una hoja de
cálculo copie las capturas de pantalla ('!" #untos $%u&
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1. En un hotel ecoló&ico de nombre amiF ubicado en el valle del Gantaro se tiene una cocina cuya potencia consumida es "-; HW y se encuentra alimentado por un bio&ás con un )C de 3.,## HcalIm 0. $a cale6acción de las habitaciones se realiza con un radiador a partir de un depósito móvil de &as butano con un )C de 11.;## HcalIH&. $a cantidad de calor re5uerido para la cale6acción a cada habitación es de 0-" HW. uponiendo 5ue ten&a J habitaciones. Calcular el consumo o caudal de &as de cada aparato. +o olvide indicar las unidades de cada combustible. Cocina "-; HW K ".### HcalIh >io&ás K 3.,## HcalIm0 K 3- HLhIm0'n* M K )4N)CI)C K "-;I3- K 1-1 m0'n*Ih (as >utano )C K 11.;## HcalIH& K 10-J HLhIH& Oabitación K 0." HL K 0.### HcalIh x J habitaciones K ,3." HL K ,1.### HcalIh Como no sabemos la potencia nominal buscamos un valor aproximado en la tabla 5ue nos da 1-" HL K 1.### HcalIh Calculando el consumo de cada cale6actor (asto Calor%co K 0.###I1.### x 1-" K 3-" HL M K (asto calor%coI)C K 3-" HLI10-J HLhIH& K #-00 H&Ih por cada aparatoEn total el consumo de las J habitaciones será: J x #-00 H&Ih K ,.01 H&Ih.
,. 8eterminar el caudal del sistema mostrado en la &ura +P 1sabiendo 5ue el combustible usado es &as natural cuyo poder M-EP20152
calor%co es de ."## HcalIm0. El resultado debe mostrarse en una memoria de cálculo. =i&ura +P 1: Bnstalación de un sistema alimentado con &as natural
Caldera de cale6acción: )otencia til nominal K ,".### HcalIh K, HW upon&amos un rendimiento del J" < podemos calcular la potencia consumida y- consecuentemente- obtendremos el caudal de &as: ) consumida K ,I#-J" K 0;-J HW M caldera K 0;-I3- KJ-;; m0'n*Ih Calentador acumulador: 8e la tabla de potencia consumida por los aparatos de uso dom!stico obtenemos lo si&uiente: )otencia Consumida K ,##I"# Q 1- K J-2 HW M calentador acumulador K J-2I3- K 1-"" m0'n*Ih Cocina: 8e la tabla de potencia consumida por los aparatos de uso dom!stico obtenemos lo si&uiente: )otencia consumida K 11-2 HW K 1#.### HcalIh M cocina K 11-2I3- K ,-0J m0'n*Ih
0. 8eterminar los diámetros de la tuber%a de cobre- sabiendo 5ue la instalación será alimentada por &as licuado de petróleo- el M-EP20152
sistema da suministro a una cocina- un calentador instantáneo de 10 litrosImin- y se debe proporcionar cale6acción a una habitación 5ue necesita ,-0 HW ',.### HcalIh*. ver &ura +P ,.
)!rdida de car&a admitida $a p!rdida de car&a admitida en la instalación en una instalación interior de una vivienda con &as ciudad se ja- normalmente- en " mm cda '#-" mbar*. Consumo de cada aparato 4 partir de la tabla de potencia consumida por los aparatos de uso dom!stico- suponiendo 5ue las potencias de los mismos están re6eridas al )C- podemos calcular el consumo de los aparatos instalados. R ?adiador: )otencia consumidaK ,.###I1.### Q 1-" K 0 HW M radiador K 0I3- K #-21 m0'n*Ih Calentador inst.: )otencia consumida 0#-, HW ',2.### HcalIh* M calentador K 0#-,I3- K 2-12 m0'n*Ih Cocina: )otencia consumida 11-2 HW '1#.### HcalIh* M cocina K 11-2I3- K ,-0J m0'n*Ih
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Cuadro resumen de la instalación TRAMO
Caudal má)imo probable /m0 /n12h1 #ongitud real /m1 #ong. equivalente. /m1
AB
BC
BF
CD
CE
-,-0
-,*0
,35
3,53
',06
*
'
*
*
'
3
',4
3
3
',4
Calculo de los diámetros 7ramo 89 :si /81 ; -,-0 m0 /n12h 7omamos : ; 50,66 m0/n12h /por e)ceso del necesario -,-0 m0/n12h1. $or lo tanto el tubo de cobre a instalar será de diámetro 424'. 5 < pulgadas 7ramo C9 :si /C1 ; -,*0 m0/n12h 7omamos : ; -,64 m0/n12h /por e)ceso del necesario -,*0 m0/n12h1. $or lo tanto el tubo de cobre a instalar será de diámetro 0020*. 5 = pulgadas
7ramo >9 :si />1 ; ,35 m0/n12h
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7omamos : ; ,- m0/n12h /por e)ceso del necesario ,35 m0/n12h1. $or lo tanto el tubo de cobre a instalar será de diámetro 5025*. < pulgada
7ramo C?9 :si/C?1 ; 3,53 m0/n12h 7omamos : ; -,64 m0/n12h /por e)ceso del necesario 3,53 m0/n12h1. $or lo tanto el tubo de cobre a instalar será de diámetro 0020*. 5 = pulgadas
7ramo CE9 :si/CE1 ; ',06 m0/n12h 7omamos : ; 4,*4 m0/n12h /por e)ceso del necesario ',06 m0/n12h1. $or lo tanto el tubo de cobre a instalar será de diámetro '32'-. 5 pulgada
3. e ejecuta una instalación de &as natural en un conjunto residencial de con ,3 departamentos- cuatro departamentos por piso y distribuido en una torre en l%nea caAer%as tipo $F los consumos unitarios por departamento son como se muestran en la tabla si&uiente: CANTIDAD
ARTE)ACTO
POTENCIA
1 1
Co$ina * +orno Calentador de a,ua de 1
NOMINAL 1' M$al%+ '- M$al%+
1
l%min! Caldera
1" M$al%+
de
$ale.a$$i/n
#e0uea
8atos t!cnicos: El poder calor%co superior de &as natural: 11 HLhIm0's* ó "## HcalIm0's* $a densidad relativa del &as natural: #.2, Sndice de Woobe: 13 HWh $a empresa suministradora &arantiza 1bar de presión en llave de acometida. )ara el problema se pide lo si&uiente en una memoria de cálculo: a* 8eterminar los caudales nominales de los aparatos. 1 #unto
b* Cálculo del 6actor de simultaneidad para el conjunto. 1 #unto
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c* Gemoria de cálculo para determinar los diámetros teóricos. ' #untos
d* 8eterminar el diámetro real de las caAer%as en base a la tabla estudiada en clase y explicar el por5u! de dicha selección. 1 #unto
%otenc&a &nstalada 'or de'arta(ento) 51 Mcal/* %otenc&a &nstalada 'or '&so) 20+ Mcal/* %otenc&a total &nstalada en el con,unto) 122+ Mcal/*
%otenc&a &nstalada 'or tra(o en cada torre -ra(o 1.2 122+ Mcal/* -ra(o 2.3 122+ Mcal/* -ra(a 3.+ 12 Mcal/* -ra(o +.5 +0 Mcal/* -ra(o 5. 20+ Mcal/*
actor de s&(ultane&dad)
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a 101 4 05 c 23 6s 7101 8 7122+05 : 23/122+ 6s 019
6;s 701 : 012/112 6;s 02
De acuerdo al desarrollo anter&or< se 'uede deter(&nar el 6actor de s&(ultane&dad 'or cada tra(o< co('letando la s&gu&ente ta4la)
-R#MO 1.2 2.3 3.+ +.5 5.
6=s 02 02 032 03 0+5
Deter(&nac&>n de la 'otenc&a de c?lculo total 7%C-< 'or tra(o)
-R#MO 1.2 2.3 3.+ +.5 5.
6=s 02 02 032 03 0+5
%!122+ 122+ 12 +0 20+
%C- 6=s@%!3+22 3+22 195+ 1+ 91
no2iem3re del '1"
Lima
MS$! In,! 4or,e Luis Ro5as Ro5as Pro.esor del $urso
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