Solición TP N3 maquinas térmicas

1. LICENCIATURA EN HIGIENE Y SEGURIDAD EN EL TRABAJO-
MÁQUINAS TÉRMICAS
TP 3. MT
1.- Un contenedor refrigerado tiene forma cúbica de lado igual a 2 m y paredes de
aluminio de 5 mm de espesor aisladas con una capa de 10 cm de corcho. Durante el
funcionamiento, una medición de la temperatura de las superficies interna y externa de -
5ºC y 20ºC, respectivamente. Determine la carga de enfriamiento del refrigerador.
Datos: Coeficientes de conducción del aluminio, kA = 204 W/Mk y la del corcho kc =
0,043 W/mK.
2.- Una sala de máquinas, tiene una ventana de vidrio de 1,2 m de alto y 2 m de ancho
cuyo espesor es de 6 mm y la conductividad térmica es k = 0,78 W/mºC. La temperatura
interior de la sala es de 30 ºC y la del medio exterior es de -5 ºC. Determine:
a.- La transferencia de calor a través de la ventana de vidrio

2. b.- La temperatura de la superficie interior de la ventana
Datos: hint = 10 W/m2.ºC y hext = 25 W/m2.ºC . (No tener en cuenta la radiación)
3.- Describa, la función de los deflectores (baffles) en un intercambiador de calor de
tubo y carcaza.
Los deflectores (bafles) se disponen a lo largo de la carcasa del intercambiador con el
objetivo de que el flujo circule perpendicular a los tubos.
4.- ¿Dónde se utilizan y que ventajas ofrecen los intercambiadores de calor PHE?
Se utilizan en la industria alimenticia, La pasteurización continua tiene varias ventajas
por encima del método de pasteurización por lotes (vat), siendo la más importante el
ahorro de tiempo y energía. Para la mayoría de los procesamientos continuos, se utiliza
un pasteurizador de tiempo breve a alta temperatura (high temperature short time /
HTST). El tratamiento de calor se lleva a cabo utilizando ya bien un intercambiador de
calor a placas (PHE) o un intercambiador de calor tubular. El intercambiador a placas
consiste de una pila de placas de acero inoxidable corrugado prensada dentro de un
marco. Hay varios patrones de flujo que pueden ser utilizados. Se utilizan empaques
para definir las fronteras de los canales y evitar fugas. El medio de calentamiento es
normalmente vapor o agua caliente. Los intercambiadores de calor tubulares se utilizan
cuando los fluidos contienen partículas que bloquearían los canales de un
intercambiador de calor a placas.
5.- Al comparar los intercambiadores de tubo y coraza con los PHE y los SHE, ¿que
diferencias observa en lo que respecta al mantenimiento?
 PHE: menor inversión, ahorro de energía, fácil de instalar, alta eficiencia
 Intercambiadores de tubo y coraza: hay que tener varias precauciones a la hora
de mantenimiento
 SHE: son los más complicados para el mantenimiento pero necesitan menos
mantenimiento que los anteriores.

3. 6.- ¿Cuál es el significado de la temperatura logarítmica media en un intercambiador de
calor?
La cantidad de calor transferido en la unidad de tiempo se pueda expresar en función de
un valor medio, resulta éste como la media logarítmica de los incrementos de
temperatura en los extremos del cambiador. Se utiliza el valor medio logarítmico,
suponiendo que U varía linealmente con la caída de temperatura a lo largo de la
superficie de calefacción.
7.- Considere un combustible que se quema con a) 130 % de aire teórico y b) 70 % de
exceso de aire. ¿En cuál caso el combustible se quema con más aire?
En el caso b) se quema con mayor cantidad de aire, ya que 70% de aire en exceso
equivale al 170% de aire teórico.
8.- Durante un proceso de combustión se quema acetileno (C2 H2) con aire
estequiométrico. Suponga una combustión completa y determine la relación aire-
combustible (A/C) por unidad de masa.
Cantidad de aire de la reacción: 11,9 mol
Masa del aire en la reacción: 11,9 mol x 28,84 g/mol = 343,2 g
Masa del Acetileno en la reacción: 1 mol x 26 g/mol = 26 g