Abstracto Ejercicios de giros en sentido horario y anti-horario 1. Giros de 90 grados 2. Giros de 180 grados 3. Giros en 270 grados 4. Giros de 60 grados 5. Giros de 210 gradosDescripción completa
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UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN ANDRES. FACULTAD DE INGENIERIA. CARRERA DE MECANICA – ELECTROMECANICA – MECATRONICA - AUTOMOTRIZ.
1. Considere una pared de 12 m. de alto, 8 m. de largo y 0.22 m. de espesor cuya sección trasversal representativa se da en la figura. Las conductividades térmicas de los diversos materiales usados en
°
son:
kA = kF = 2; kB = 8; kC = 20; kD = 15; kE = 35 Las superficies de izquierda y derecha de la pared se mantienen a las temperaturas uniformes de 300 °C y 100 °C respectivamente. Si la transferencia de calor a través de la pared es unidimensional determine: a) La velocidad de la transferencia de calor a través de la pared. b) Las temperaturas en el punto en el que se encuentran las secciones B, D y E. c) La caída de temperatura a través de la sección F. Descarte cualquier resistencia por contacto entre las interfaces.
2. Una esfera hueca está fabricada de aluminio, con un diámetro interior de 4 cm. y un diámetro exterior de 8 cm. La temperatura del interior es de 100 °C y está recubierta por una capa de 1 cm. de material aislante con k = 0.005 expuesto a un entorno de h = 20
2 °
°
Docente: Ing. Víctor Hugo Cisneros Espinoza. Auxiliar: Univ. Mejía Luna Delfín Álvaro.
°
y el exterior del aislante esta
y T∞ = 10 °C. Calcular:
a) La transferencia de calor bajo estas condiciones. b) El radio crítico. Tome para el aluminio: K Al = 204
3. El exterior de un hilo de cobre de 2 mm de diámetro está expuesto a un entorno convectivo con h = 5000
2 °
y T ∞ = 100 °C. ¿Qué corriente debe pasar a través del hilo para que la
temperatura en el centro sea de 150 °C? La resistividad del cobre es 1.67 µ ῼ * cm y la conductividad es de 386
°
.
4. Una varilla de acero inoxidable (k = 22
°
) de 1.6 mm de diámetro, sobresale de una pared
que se mantiene a 49 °C. la varilla tiene una longitud de 12.5 mm y el coeficiente de convección es de 570
2 °
. La temperatura del ambiente es 25 °C.
Calcúlese la temperatura del extremo de la varilla. 5. El vapor de un sistema de calefacción fluye por tubos de aluminio 2024 – T6 (k = 186
°
),
cuyo diámetro exterior es de 5 cm y cuyas paredes se mantienen a 180 °C. al tubo se sujetan aletas circulares del mismo aluminio de diámetro exterior de 6 cm y espesor constante de 1 mm. El espacio de las aletas es de 3 mm y, por lo tanto, se tiene 250 aletas por metro de longitud. El calor se transfiere al aire circundante que está a T ∞ = 25 °C, con un coeficiente de transferencia de calor de 40
2 °
. Determinar:
a) La transferencia total de calor utilizando las ecuaciones. b) La transferencia total de calor utilizando la eficiencia de la aleta.
6. Un alambre eléctrico de 0.083 pulg de diámetro a 115 °F está cubierto por un aislamiento plástico (k = 0.075
ℎ°
) de 0.02 plg de espesor. El alambre está expuesto a un medio a 50
°F, con un coeficiente combinado de trasferencia de calor por convección y radiación de 2.5 2 ℎ °
. Determine si el aislamiento de plástico sobre el alambre aumentará o disminuirá
la trasferencia de calor desde este último. 7. Una esfera de 5 mm de diámetro a 50 °C, está cubierta por un aislamiento de plástico (k = 0.075
°
de 1 mm de espesor. La bola está expuesta a un medio a 15 °C, con un coeficiente
combinado de transferencia de calor por convección y radiación de 20
2 °
. Determine si
el aislamiento de plástico que esta sobre la pelota ayudará o dañará a la transferencia de calor de esta última. 8. Una lata de cerveza de paredes delgadas y alta conductividad térmica, tiene un diámetro interno de 7 cm, contiene 500 cc de cervez a a 5 °C y forma un coeficiente de convección de 300 W/m2°C. La temperatura del aire que rodea a la lata de cerveza está a 30 °C de temperatura y forma un coeficiente de conve cción superficial de 30 W/m2°K. Determinar el tiempo que la lata está expuesta al aire para que la cerveza alcance los 15 °C de temperatura. Tomar para la cerveza k = 0.593 W/m°C; Cp = 4183 J/kg°K y ρ = 1000 kg/m3.
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9. Una placa de plástico de 2 cm de espesor (k = 0.15 W/m°K; α = 0.06 x 10 -6 m2/s; Cp = 1930 J/kg°K) tiene una temperatura inicial de 20 °C, se sumerge en un ambiente que tiene una temperatura de 150 °C. El coeficiente de convección que forma el fluido en la superficie de la placa es de 100 W/m2°K. Determinar: a) el tiempo que debe estar sumergido en el fluido para que la temperatura en el plano central de la placa llegue a 130 °C. b) que cantidad de energía se suministra a la placa en este proceso de calentamiento. 10. Un huevo común se puede considerar como una esfera de 5.5 cm de diámetro cuyas propiedades son: k = 6 W/m°K; C p = 4217 J/kg°K; α = 1.4 x 10 -6 m 2/s y ρ = 1000 kg/m3. El huevo se encuentra inicialmente a una temperatura de 8 °C y se deja caer en agua hirviendo a 97 °C. Si el coeficiente de convección en la superficie del huevo h = 1400 W/m 2°K. Determine: a) el tiempo que tarda para que la temperatura en el centro del huevo llegue a 70 °C, b) la temperatura de la superficie del huevo en ese momento, c) la cantidad de calor que consume en el tiempo determinado. 11. Un cubo de caucho se 15 cm de lado se encuentra a una temperatura inicial de 100 °C y se expone súbitamente al aire, cuya temperatura es de 50 °C y forma un coeficiente de convección de 24 W/m2°C, calcule la temperatura en el centro del cubo después de haber trascurrido 15 min. Tome para el caucho: k = 0.26 W/m°K; α = 0.139 x 10 -5 m2/s. 12. Considere una aleta rectangular que se utiliza para enfriar un motor de motocicleta. La aleta tiene una altura de 0.15 m y una temperatura de 250 °C, mientras que la motocicleta se mueve a 80 km/h en el aire a 25 °C de temperatura y presión atmosférica. El aire está en flujo paralelo sobre ambas superficies de la aleta y se supone que existe condiciones de calor uniforme en toda la aleta. ¿Cuál es la rapidez de eliminación de flujo de calor por unidad de ancho de altea?
Docente: Ing. Víctor Hugo Cisneros Espinoza. Auxiliar: Univ. Mejía Luna Delfín Álvaro.
