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Laboratorio de Operaciones Unitarias (LQI3131)Examen

1.- Dar 2 ejemplos de materiales usados para la construcción de tubos y accesorios.Cobre y acero galvanizado

2.- Mostrar una imagen de cada uno de los siguientes accesorios de tubería:- Tapón macho de acero

- Conexión universal de cobre

- Conexión CRE de cobre

- Conexión CRI de cobre

- Válvula de compuerta

- Codo 90° de cobre

- Cople soldable de cobre

3.- Para efectos de fricción, la longitud equivalente (en términos del diámetro) de un codo estándar de 45° vale ___15_____, mientras que la de una válvula de compuerta abierta a la mitad vale ____200_____.

4.- La rugosidad (ε) para tubo de acero galvanizado vale:0.15 mm

5.- Se tiene un tubo de acero, de ¾ (diámetro nominal), cédula 40. Para este tubo, ¿cuánto vale:- el radio interno del tubo (en m)? 0.0209m- el radio externo del tubo (en m)? 0.0266m- el espesor de la pared del tubo (m)? 0.00287m- el área de sección transversal de este tubo (m2)? 0.000344 m2- Si el tubo se usa para conducir agua caliente, de tal manera que se pierde calor a los alrededores, un metro lineal de este tubo tendrá un área externa de __0.0836___ m2 para intercambiar calor con el ambiente.

6.- En una tubería, ¿Cuál es el papel, en general, de - una válvulaRegular o restringir el flujo.- de un codo de 90°Redireccionar la tubería.- de una conexión tipo campanaAumentar o reducir el diámetro de la tubería.

7.- Dar 1 ejemplo de medidor de flujo del tipo:- carga (presión) variableTubo Venturi- área variableRotámetro.

8.- Si se compara el tubo Venturi con la placa de orificio para medir el flujo en una tubería, - ¿Cuál es más económico?El medidor de placa de orificio.- ¿Cuál presentará menor error en la medición?El medidor de tubo Venturi.9.- En la siguiente ecuación para medir el flujo másico en una tubería por medio de un tubo Venturi: m = 0.962 x (hA – hB)½ kg/s¿Qué representan hA y hB ?Las alturas de las columnas de agua de los manómetros conectados antes y después del tubo Venturi.10.- ¿Cuál es el principio de funcionamiento de una bomba centrífuga?

El fluido que proviene de la línea de succión es impulsado a través de las paletas giratorias que se encuentran en posición radial a un eje que se conecta a un motor que proporciona el trabajo y por lo tanto subiendo la presión y la velocidad del fluido en la línea de descarga.

11.- Para calcular los requerimientos de potencia de una bomba, ¿Qué contribuciones energéticas hay que tomar en cuenta?Energía cinética, potencial, cambios de presión y pérdidas por fricciones.

12.- Formando parte de una tubería de acero, hay un segmento constituido de tubería de 1/2 “ y otro segmento de 1 “. La tubería sirve para manejar un determinado caudal, específico, de un líquido.- ¿En cuál segmento se encuentra la mayor velocidad lineal del fluido?En la tubería de 1/2 “- ¿En cuál segmento se encontrará el mayor número de Reynolds?En el de menor diámetro porque la velocidad aumenta cuatro veces cuando el diámetro se divide a la mitad.- Por metro de tubería, ¿en cuál segmento se esperaría la mayor pérdida por fricción?En el de 1/2”

13.- Si se compara tubería de cobre y tubería de acero galvanizado, en igualdad de circunstancias (mismo flujo, misma longitud, tubos de la misma dimensión, mismos accesorios, etc.) - ¿En cuál es mayor la rugosidad?En el de acero galvanizado- ¿En cuál se esperaría la mayor pérdida por fricción?En el de acero galvanizado.

14.- Desde el punto de vista de eficiencia térmica, si se compara un intercambiador de calor de doble tubo operando a contracorriente, con el mismo intercambiador, pero operando en paralelo, ¿En cuál se espera mayor rendimiento?En el intercambiador de calor en contracorriente.

15.- Suponga un intercambiador de calor de doble tubo en el que el fluido caliente entra a 90°C y sale a 60 °C, mientras que el fluido frío entra a 20°C y sale a 70.9°C. ¿El sistema está operando en forma paralela o a contracorriente? (justificar).A contracorriente porque la temperatura de salida de la corriente fría es mayor a la de salida de la corriente caliente, lo que es imposible en un intercambiador en paralelo.

16.- Para el sistema descrito en la pregunta (15), evaluar ΔTml (media logarítmica de la diferencia de temperaturas).

=28.27°C17.- Enunciar 2 condiciones de las que dependa el valor del coeficiente global de transmisión de calor (U).Del área que se tome para el cálculo y del calor transferido.

18.- Si se compara el valor del coeficiente global de transmisión de calor basado en el área interna del tubo (Ui), con el correspondiente basado en el área externa (Uo), ¿Cuál de las siguientes condiciones se cumple: (Uo = Ui), (Uo > Ui), (Uo < Ui)?(Uo < Ui)

19.- Hacer una comparación entre un intercambiador de calor de tubos y coraza y uno de doble tubo, considerando sus ventajas y desventajas.El intercambiador de tubos y coraza tiene mayor área de contacto entre las dos corrientes y puede adoptar más configuraciones aunque es más aparatoso y difícil de manejar que un intercambiador de doble tubo el cual no se utiliza tanto en instalaciones industriales. El intercambiador de tubos y coraza es también muy delicado pues los tubos se pueden taponear con mayor facilidad y su calentamiento sin flujo de corriente fría puede llevar a una evaporación súbita y a posibles accidentes.

20.- Se tiene un intercambiador de calor de tubos y coraza del tipo 1-2 (un paso en la coraza y 2 pasos en los tubos) ¿Qué significa lo anterior?

Que la corriente que va por la coraza entra en un extremo del intercambiador y sale por el otro mientras que la corriente que va por dentro de los tubos realiza dos recorridos a través del intercambiador ya que los tubos realizan una vuelta de 360 grados y salen por el mismo extremo por el que entraron al intercambiador de calor.