operacions unitarias, Ejercicios de Investigación de Operaciones

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1. PROBLEMAS PROPUESTOS

1. PROBLEMAS PROPUESTOS La distribución de temperatura en régimen permanente en una pared compuesta por tres materiales diferentes, todos ellos de conductividad térmica constante, se muestra en la figura. 1 2 3 4 7 A. Comentar las magnitudes relativas de q, frente a q, y de q; frente a qa. B. Comentar las magnitudes relativas de k, frente a Ka y de ka frente a kc. C. Dibujar el flujo de calor en función de x. 92 93 qt 1. El muro de una cámara frigorífica de conservación de productos congelados consta de: D Revoco de cemento de 2 cm de espesor (k = 0,8 kcal/h-m*C) Ladrillo macizo de 1 pie (k = 0,6 kcal/ h:m*C) Corcho expandido (k = 0,05 kcal/ h:m*C) Ladrillo hueco de 7 cm de espesor (k = 1,1 kcal/ h:m*C) Revoco de cemento de 2 cm de espesor (k = 0,8 kcal/ h:m*C) pococo0co0 La temperatura del aire interior de la cámara es - 25%C y la del aire exterior 30C. Si las pérdidas de calor del muro de la cámara han de ser inferiores a 10 kcal/h-m?, determinar: A. El coeficiente global de transmisión de calor. B. El espesor de aislamiento (corcho) que debe colocarse. C. La distribución de temperaturas en el muro. Los coeficientes de película exterior e interior son 20 y 12 kcal/h m? Cc respectivamente. 2. Por el interior de una tubería de acero, de 17 cm de diámetro exterior y 15 cm de diámetro interior (conductividad térmica 15 kcal/h:m*C), circula vapor saturado a 60 kg/cm? de presión (T = 274*C) atravesando un local que se encuentra a 210C. Los coeficientes de película exterior e interior son 10 y 2.000 kcal/h"m*eC respectivamente. Calcular: A. Flujo de calor por unidad de longitud. B. Espesor de aislante (lana de roca de conductividad térmica 0,048 kcal/h-m0C) necesario para reducir el flujo de calor a la tercera parte. C. Espesor de aislante necesario para reducir la temperatura superficial exterior hasta un máximo de 500€, 3. Considérese un muro compuesto por dos capas cuyas caracteristicas son las siguientes: = 0.9(1+ 0.0067) [W / mx] , =0.04 W/mk o Capa 1: espesor 0.4 m, conductividad: K, o Capa 2: espesor 0.05 m, conductividad: k Y sometido a un flujo solar en la cara exterior de 300 W/m?, esta cara se encuentra en contacto con aire a 40"C (Coeficiente convectivo exterior 10 W/m2K). La cara interior se encuentra en contacto con aire a 209C (Coeficiente convectivo interior 5 W/m2K).Calcular: A. Flujo de calor por unidad de área que atraviesa el muro. B. Temperatura en las dos superficies extremas y en la interfase entre las dos capas