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EJERCICIOS DE PROPAGACIÓN DEL CALOR EN DIFERENTES CONVOCATORIAS

SEGUNDO PARCIAL 2002-2003 31/05/2003
4º ejercicio: (2 ptos.)

Los muros de un refugio de alta montaña constan, desde el exterior, de una pared de hormigón de 15 cm de espesor, de una capa aislante de 3 cm de espesor y de un recubrimiento interior de madera de 1cm de espesor.
a) Calcula el flujo calorífico conducido por m2 y hora a través de los muros cuando la temperatura exterior es de –15ºC y la interior de 10ºC. (considera muy pequeña la resistencia térmica del muro a radiación-convección).
b) Obtén emperaturas en las interfases del muro en la situación de equilibrio.
([pic]/[pic]/[pic] , kcal. m-1.s-1.ºC-1)

SEGUNDO PARCIAL 2002-200331/05/2003
5º ejercicio: (1 pto.)

Una viga de acero de 6 m de longitud y 300 cm2 de sección transversal, se instaló biempotrada en muros, a una temperatura de 20ºC. ¿Qué esfuerzo interno soportará la viga cuando al mediodía en verano su temperatura alcance los 50ºC? ¿Se deformará?

EXAMEN DEL 9 DE DICIEMBRE DE 2003

PROBLEMA 4. Se vaa diseñar una cámara frigorífica para un supermercado cuyas dimensiones interiores son 8m(6m(3m. Las paredes, techo y suelo están compuestas por materiales que, de dentro a fuera tienen las características (espesor, coef. transmisión térmica):
1. recubrimiento plástico (1cm, [pic]),
2. ladrillo (5cm, [pic]),
3. aislante térmico (10 cm, [pic]) y
4. mampostería de hormigón (15cm,[pic]).
Se requiere que, alcanzado el régimen estacionario, la temperatura interior sea de –20ºC, con una temperatura exterior máxima de 28ºC.
Considerando la puerta con las mismas características de aislamiento térmico, calcula la potencia máxima necesaria del sistema de refrigeración (frigorías/hora) para mantener las condiciones indicadas (1 frigoría es equivalente a –1 kcal).
SEGUNDO PARCIAL5 DE JUNIO DE 2004

PROBLEMA 1. El interior de un horno contiene un fluido que se halla a una temperatura de 1280 ºC. La temperatura exterior es de 30 ºC. Se desea que el horno pierda 800 kcal/m2/h y, para ello, el espesor total de la pared debe ser de 40,0 cm. La pared del horno se compone de los siguientes materiales desde el interior al exterior: primero un material refractario cuyocoeficiente de conductividad es λ1 = 1 kcal/m/ºC/h, otro material de λ2 = 0,2 kcal/m/ºC/h y, finalmente, de una capa de fibra de vidrio cuyo λ3 = 0,1 kcal/m/ºC/h. La temperatura del plano común al segundo y tercer material es t3 = 430 ºC. Los coeficientes de convección-radiación interno y externo valen hi = 50 kcal/m2/ºC/h y he = 10 kcal/m2/ºC/h, respectivamente. Determina los espesores que deben tenercada uno de los materiales que se emplean en este horno. Calcula el perfil de temperaturas para esta pared.

EXAMEN DE SEPTIEMBRE DE 2004

Un grupo de antropólogos ha de permanecer en el Ártico durante un mes y van a construir un iglú para acomodarse. Estimando que el calor generado por los habitantes del iglú será de 38 MJ/día, y que el radio del recinto hemisférico debe ser de 2m, calcula cuáldebe ser el espesor de las paredes si desean una temperatura interior de 20ºC cuando la temperatura en el exterior es de –20ºC. Como aproximación, suponer que la superficie interior del iglú tiene la misma área que la exterior. [La conductividad térmica de la nieve compacta es de 0.18 Kcal/m(h(ºC] [1 Kcal = 4.18(103 J].

EXAMEN DEL 14 DE DICIEMBRE DE 2004

PROBLEMA 3. De izquierda (medioexterior) a derecha (medio interior), un cerramiento está diseñado con los siguientes materiales: mampostería de hormigón (λ = 1.2 kcal m-1 h-1 °C-1, e = 20 cm); aislante (λ = 0.045 kcal m-1 h-1 °C-1, e = 10 cm); ladrillo (λ = 0.45 kcal m-1 h-1 °C-1, e = 5 cm) y enlucido de cemento (λ = 1 kcal m-1 h-1 °C-1, e = 2 cm). Para lograr que la temperatura interior de la habitación permanezca constante se...
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