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ap uorcetode^e ep esp-l el A erisnti oin11 1a 'euorrriuaii.rc: ac ll;-jed 1a Jeuslqo 'olleuolseise opElsa

L" arrnro uorcetodena e ahb ?pli,ilp,'inll ei'.;" El;ilali ;i l+ !'?p uol3el:iueouoo el anb lelaptsuoC 'rCSe uotceliuecuoc el j Ue Blneiie,C a1 al elari.i rr^ !3 ii!,-:; etUelsrls el ep uglcelluaouoc e-'1 opl3ouoc.osadsa ap e]|e ap EpEcu?l'r-1a e1n:r,,C ui'l ua',:i !:r ijl:)tl,itllLr ::l lori epelo.lluoo elsa elo6 e ap uotcelodenae anb:auOdns 'altE Ua alUeLUEluai e;cCet': i,:: ri:fr \,1 Ei:.:l.lri:rsl'is ?Un ?p e3lla]Sa eo6 eUn iElaplsuo3

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'OUn01e OrL!:lC!. S 11:ri.lli li;iilLil r:J '7ld'-rl tl0l gOpEllOl.leEAp SeUeUJPXa So1 'sOCl'l?tUnUsopellnseJ sol oulog lsp 'seuoroB3riCt+ sil u p?p,r.rii;l:.; '::;:rr;ll.lil 'tl.i)lo ls eltlen3 ua e.let!ol 3s uolse?l}le9el PJed

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y3u,[.ID ..,'t-d0,"i3'Jf[ . 0 o'l:lli13v.rlrli13J ia(1 o}J.LEJ lgC1VOIJYN OVClsta,\L\n

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEI PERUFACULTAD DE tNGENIER[A cull,4lcA

II- PARCIAL 051 BPara la calificcin de la presente Parciai, se tendr en cuenta el orden, claridad ylimpieza1.-Un aceiie tiene una viscosidad cinemtica de 2.2x10' m'ls y una densidad.- de 900 kg/m3. Considerar que la viscosidad va depender Ce la posicin, (

mediante la siguiente expresin: p = 1'-,e-:u'/) ' Calcular:A) El perfil de velocidad B) La velocidad mxima.C) fl ttujo volumtrico D) La fueza que ejerce el fluido sobre la paredqe to ontiene. D?tos = 5x10'3 cm, W=10 cm, L=30 cm; Cada depresin=1S dina/cm" l

(} Un recipiente esfrico tieneagujero de tres Pulgadas de

-+

dimetro de 2.4 Pies Y est abierto a la atmsfera a travs de unSi este recipiente est lleno hasta la

mitad con tolueno lquido instantnea-e tolueno a los alrededores porevaporacin? La temPeratura es 18, presin es nornral. Bajo esta condicionesi r;;.ffii; ; Hi;r;;;;'Es^ 39^r*s, su q!id-aqrs 54 i rb/pie3 y ra difusividad oeila presi

)rEE, *" - uafor oe tolueno es 0.326 pie2is 05/1Z2rri 1 - CAVI,'

III

lI

z_1

. .IrNI\iERSIDAO 6OIL.DEL CEI'ITRO DEL PERUoirro oaENTERIA curMrc^

--

como base la corr

4li:iosi

trmca de la

de calor se reducen a 7550 kJ/hm? y las ternperaturas de las caras interna y .externa delaislante son 1225 y 3a5 K respectivamente, determinar: A (6)

ra) El espesor del aislarte. *{-

b) La distrlbucin de temperaiuras en el mismti *1'

tt---' t .f. tn el tra'sporte de masa unidireccional de uria mezcla de oxigeno y dixido de carbono a 25

,l'/ ' .'-://- "C y 1 atmsiera, a.estas condiclones se co1ider que la fiaccin molal del oxgeno es 0.4,/ la velocida del oxigeno.es I cm/s y la velocidad del dixido de carhono es -2 cm/s.

a) La conentracin molar de los componeniei y la concentracin molar total.b) La concentracin msica de los cornponentes y la concentfacin de masa lotal.c) La velocidad media nrolar.ir !a velocid.ad nrglia msica'd) a iux molar io'iai y de ios

"o*pon*ti== |:'..,"':.'..::. 1 :,.:l'.; '''.:':..'-':::= ::: , . ...

-f^i{

rrnt',d' p^r, reducir las prdidas de calor a travs de una pard vertical de una crnara de

i^ .:;r* or un hcrno, y asi mejorar su.qndimiento, se.aplica una placa plana de unl."

-!-i-, -:-r^-a ^,,.o nnarrrlid:rl tmir= es 7 8861x10a caUs cm

oC- Si stas ordidasmaterial aislante cuya conductidad tni es 2.886'lx10a caUs-cm. 'C. Si tas prdidas

.tr il rAutAL utr rENrJmE\(JJ Utr I l{ANsu(JRl'EI u."'i" rir:ne una

'r."ri.illiii""i"" :.:-ro'mrls v rur. dcnsitJa'J de 900 kg/mr'

St r.r.(r lx 1j5{:-sidir,l la dr:pnder dc [u pt'sicit-'n' ntediute la siguiente;xpresin:,Ll = llrre'2""i' clculnc L, ,/-Ai i:L^-rtil dr r:lr.xirLrd. / U,.z { oo L _, -LtLt ,11 y|' = , llr.E.,,

t-(i.:

-. 1l I L:r rclocilcl mxirnl. t ^! -"/ i .' oi

, nlili'||,".};l||.,];l[: ur iruido sobrq'rupnrerl que to "..,,'tln"' = *rv'a# Datos:ii= iNrt)' "'-

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r,s.r{rio-,ir.2.^rz4t

: "\ tIk*'lltoi''t"*'

- '/Jr1 ^rs: trr^

./. l'nr cl sistnrn tllr)str(lt)' ttctenninar ln ttislribrrcitin cle ternpcrtr'ra en tma plredy'i,,,," Jr,,.r"'ln ,i,"n," c cnlor tlisrihuidas rrian de acuerclo a la a la relacinlineal 7siuuiurrt ,/r,, =,1r,,. ry,nll + F(T -7,,')] ttontle 'l'io" t' conitanle u isual al-.1c;rlr)r gctcr;,ln lrr urirlai de Ynlrllten , i iw

1:-t// :. f,,.,u- r.ltrs rub.s concnricgs, se prrxluce ta diirsidn de un gas A rlel nrbo inrcmo al q\terno, lleno de aie, debido

/ u qtre 11 ruqnrhruna del .qtrc.csi.,i constinrido ei tubo,interno es Poroso slo pora A. La tempcranra r'ia con [a '/ /.\ r.-i';

I)etuntritrrrc|.llurliltlqla.tr.lcqinlnr.drt]e

:r A-

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tr It rAxrgtAL utr FtrrvrJMElVu Utr, I |(ANI,(JR l'E7 1: .-- --.ln ac,:i[c ticnc ura ri:;cosidad cinentica de i.2xl0r m:/s v urit densidad de g00 ky'mi. Considerar\(.lurt la riscosirlatl l.a dcpender rle lo. posicii-rrl. ruediaote la siguiente eripresin:!.1 = l!1,e-:tt'

d' ,:alcula:

lti' ijLpcrr'il de rel ocidad.- 3) lr tckxi.rd mshna..

C) H llujo rrlumrrico,. Dl f.a lu:rza que ejerce el tluido'sobre la pared que lo

ri= 5sll)'r cn, W=I0 cn" L=30 cuiCoida tlc presn=l5 r1ina/cm

L-- rf u,,

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t ry i\ 9,r''= o, lltJ

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Datos:

lsl,Y- lltl**-.

Vr= L* r-i,- cil.1=

l,s'llr6-,t i.2r,. :*/,1,1";-i-;'#'*,;;:;;;l

*-n**,* * ,,,,rJ,]. en tua pared,( Vlana dondc la tircntc dc calor distrihnidas rari.an de acuerdo a la c la relacia lineal ts

'o

rlonde -y. * es constante e igual al

-D.

lu"ti A-

uNrvttsro.,D tr^o\L oE cENfRo oE_ FERF^clJLTAo oE TNGENA oixEDPAFIAT|EI'TO DE Ott|uc^ DGEN|ERh yiEOOLOGA

I

u PARCTAL 0s1 B (21/07i200E))il r ^\u^L vJ I I t ttu I tLuuo

!/uetermlnarly) para un uido en rgimen transiente y !riulenbo para el cual la difusin de remofinos.ll/Determinar@ para un uido en rgimenE-ansi"nt y !rutenbo para el cual la difusin de remofin_ !":.,1.r:.7 =0 075 lb/pie:: cp= o.?s BTUitbf F; p =1.2 .cp; -{P=;.o,olfs tbf/pie:. D = 1.' , , +- -a Calcular la vitocdad de ujo p"r. .i

"gu";zs ", n ej iistem qre',calcular la vilocdad de ujo p"r..i "gu";zs ", n ei iistem qre"se hdba'en r" ris. l.?el del tqudo En etdepsito superior se mantiane constante. El dimeho ds todo el conducto es de 5 ' de tJmano nominat v ;il; ;o's;para una blbera de acero.

situicnl.c: ,y,, =,i,, y*fl + pQ -To.))calor gcncrarlo nr rfridnd de r.olmcn .

i

0.,

-rv

Fig. t

6.23 m

+4.27 m

I

S=S2 F--.>

S=S1

f'\- a.u-

,lP=1.:glctn-

-

crrrr ra c.rp,r:s*,,, .'!4.; [J-.]"'. ,, ,, ., ',"n*r.,rua par.rt'' rlB, (''l II)rtr:niurr c[ purlil dq lu truc,iin rnrla r]e L

.. , :

r.

t fl'atffi il j*f:. ITilTlPi:o

-para un sistema 'sotrmico en esiado estacionario, determinar ta vetocidad, la

iilg*"i#s#11T""'.=*H*"^""11""",?:i:"{i1Fjii":,1"i:qiJJ: !:'l;,",;"-;i

es un mximo.

qle se hdba en la Fig. 1. El nel del liquido en el

i-r Dr-+ I

-'l

,{.\. lll\v t. u/

"*

3. iirrue t:s Lubr''s cuncntricos, se produce la difr.rsin de un gas A rlel rubo itcmo al exeroo, lleno rie aie, clebid.oa gttc la tngmhruna del

.qtre est constinrido ei tubd:interno es poroco slo para A La tempcrarua r.ia coo 1a

I/'-+

Fig. 2

A,I:/,,,,,

//

. ir,UMVERSIDAo (fioru-oa- cENi-RC DEL PE=Ueir.fuc Dlr'lGENl=RiA aJlM lc

/tlzano como base la correlacin de Wlke, estimar la conductividad trmica de Iasiguiente mezcla: arsnico (26 o/o mol), xenn (3'1 % mol)ytolueno (43 % mol); a 510 oC y190 atmsferas. (9)

*' para reducir las prdidas de calor a travs de una pared vertical de una cmara de.lr;

f combusn de un horno, y asi mejorar su.qndimiento, se.aplica una placa ptana de uni' material aislante cuya conductMdad tni es 28861x10 caUs.cn. 'C. Si stas prdidas

de calor se reducen a 7550 kJ/hmz y las teinperaturas de las caras interna y externa delaislante son 1225 y 345 K respectivamente, dlterminar (6)

@ El espesor del aislante.) La dishibucin de ternperaturas en el misrn#/, ..

En el tra'sporte de masa unidirecdonal de una mezcla de oxigeno y dixido de carbono a 25..t

oC y 1 atmsiera, a estas condiclones'se coiOera que la fiaccin molar del oxigeno es 0.4,la vetocida del oxigeno.es I cm/s y e vlociaad del 'dixido de carHono es -2 cm/s.Calcular: ;

-i (5)a) La concentracin molarOe los componente! y fa concentraci motar'total.b) La concentracin msica de los cornponentes y la concenti'acin de masa total.c) La velocidad media molar.y la velocidd mqCia msica.d) El ux moiar total y de los componentes I

- e) El flux msico totat v de los comoonentes ,:,> ... ...

..,..t,.. .- : - ---

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190 atmsferas.

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lH:ffifffiffiixtroDELPERil - PARCIAL 05rB (241062010)

Para la catifcacin de la presente Parcial, se tendr en cuenta el orden, craridad y limpieza1'un f,uido newtoniano est en flujo laminaren.una rendija pstrectra formada por dos paredesparalelas separadas una distancia Z . Se entiende qu"'m, j

,'i" r*, que los .efec_tos deborde' carecen de imoortancia. Considere que fa pared en x= se npositiva a una velocidd estable vo. Calculai lueve en la direccin ya) La dishibucin de la densidad de flujo de cantidad de movimiento.b) La disbibucin de vetocidadc) La tuerza del fluido sobre la superficie mojada

Qvlf l*gag0 eL ALutrltN to

BAPqA Dscomeu nD ti

,JU6,AR re

P,g

FturDoFIGURA 1

2'considere unatbana rarga-de un eombusribre nu*ar gue esta rodeado J:;nt"r"a"anurar de un 'revestimi"to".L;lriii', 'gr r".sr"J-2, ;Jil::, proceso de tusin, seproduce caror en er interior or, *"jeELu$urE, 0""-"-"iL:ror gene.aoo depende dela posicin, variando ra intensoao-Ji-r"r#,a orormto l"iu[o"*n ra expresin:^r,

= r- j, - r(*, )'], siendo a", ",

*,", ,roducido por unidad de votumen y tiempo. para

r=0 y r la distancia al eie de la barra de combus-t'bre- Determinar ros perfires de temperatura enambos maueriales y ta iemperatura que ".

Jo=n=. en ra ba*a oe Jtusture, si ra superficie$rema de la pared de la pnch;;ir";ta a una temperatura To.3.A). Deducir eoresiones. parl la difusin a havs de unapeto.rta de sas estancada "ie*L-pJi,io qu" rodea unagoIa det [quido A

B) Extender estos resutlados para describir la difusin en unaHtri no isotrmica en que i" t"rp.o[L varfa radiatmenre

i = [;)" donde r1 es ra remperatura en r =q. suponga parauna aproximacin gue Ds varfa segn:DAu lr )'

E; = [a, ,,| donde Das.1 es la ditusin T1

= T,/ r.\n'\ l/I

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!lALI9A DEL

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UNIVERSIDAD NAoIoNAL DEL cENTRo DEL PERFACUi_Tpo DE INGENTERIA ouMtcADEPARTAMENTO DE INGENIERIA

Pa;Sla califlcacin de la presente Parcial, se tendr en cuenta el orden, claridad y limp,iezaf A partr de un barance de cantidad de movimiento, para el sistema que se ,^R.

/ ry;'=#"i35i:'iezo corrante .-@d *^,1 e"L&;>a) El perfil del esfuezo cortante. / - , , tb) El perfil de velocidad. ,.-' Y I1 El Elr.;^ r,l,,-+i^^ V

ll- PARCTAL 0518 (is/1il2009

c) El Flujo volumtrico.Cuantificar su valor.

Datos: = 2.5 em, .t= 60 cp, W= 5cm, L=30 cmCada de presin

=10 dinasi cm2 ; 0 = n l3l/

2. un fluido visbso cuyas propiedades fsicas son constant es ('p,lt, k y cpj circura con fluiotaminar en un tubo de radio R, instarado horizontarmerte. pai>#o-*-ii; ;; ,*;; J;,constante q* a travs de la pared. (gp)a) Hallar el perfii de temperatura para la regin alejada de la e.ntrada, en donde el fluido sehalla tericamente desarro,ado, es ciecir, se cumpre que (dr r az) = s.b) Si se define q. = h(7"* -To), halle el valor de,h...Nota: consicjeretaEcuacindeenerga: pCnr.gI= kiie (rel)* 7 A2T *a'ffi,i ' ---'y'"lror['a.r-7a, -&"=J

,r3'' En un reactor esfrico se lleva acabo una reaccin qumica de orden cero, cuyas-/ :::!ln"ir. se difunden desde er reactor, ",

"on."ntraciones son: r =mR (m es una"'

estacionario, determinar: La ecuagl0n_qgtsr1g-LrgLQl?g ppn.en.,'rrc,onus, los frujo morares_*3"n ambas caras der rctrr y ra cEffitrEi5n-xma. (5p) -

t

c/,\

l.

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UNIVERSIDAD MCIONAL DEL CENTRO DEL PERFAGULTAD DE INGENIERA OUIMICA

II-B PARCIALO5lBt. Mediante ecuaciones de movimiento, para un fluido que descende por la supercie mostrada en

la Fig. 1, determinar El pei-fil de vefoidad, velocidad media y la fuerza ejercida por el fluido'Corsidere fa v,iseosldad y densidad esnsiantes.

2. Una aleta cie aluminio de seccin transversal constante, como se muestr 9n llgura,est expuesto a un rnedio convectvo, cuya temperatura del fluido es.-de 27 .9C..LatemEer.atura en a bae eS de 80'oC. Determlnar el pet'fil de felperatur,lafffei#turaen tL mitadle Ia aleia, e! flujo de celo y la eftciencia de Ia aleia. Considere gue la paeexirefiTa de la aleta est aslada .Yer figura 2-K delAfumftor $rylrfiK;l Conveecn

t-l,'r)----------JKRL---s-1 ',l

'Po

tr' 1

300 K 400 K237 240

Conveecn Natural. vafoes de C y nRgimen Pr.Gr C n

Laminar