unsaac

The silicate materials have relatively low densities because the atomic bonds are primarilycovalent in nature (Table 12.1), and, therefore, directional. This limits the packing efficiency of the

atoms, and therefore, the magnitude of the density.

Los materiales de silicato tienen densidades relativamente bajas debido a que los enlaces atómicos son principalmentecovalente en la naturaleza (Tabla 12.1), y, por lo tanto, direccional. Esto limita la eficiencia de empaque delátomos, y, por lo tanto, la magnitud de la densidad

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN ANTONIO ABAD DEL CUSCOCARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA METALURGICA

Examen : SEGUNDA PRACTICA CALIFICADA - RECUPERATORIO Asignatura : INGENIERIA METALURGICA II

Nombre : Código:

1.- En un tubo de 1 pulgada de diámetro entra agua a 333 K a una velocidad media de 1.2 m/min. Calcúlese la temperatura de salida del agua si el tubo tiene 300 centímetros de longitud y la temperatura de la pared permanece constante a 353 K. ( 5 Puntos )2.- Calcule y compare para el siguiente flujo de fluido ingenieril para agua saturada a 200°C y 20°C a una razón de flujo de 50 cm3/s a través de un tubo de acero inoxidable cuyo diámetro interior de 10 mm. Además determine la longitud de entrada para el flujo de agua usado. ( 5 Puntos )3.- A través de un haz de tubos de 15 filas transversales y 5 filas en la dirección de la corriente, fluye aire a 1 atm y 10 °C a la velocidad de 7 m/s medida en un punto de la corriente antes de que el aire entre al haz de tubos. Las superficies de los tubos se mantienen a 65°C. El diámetro de los tubos es 1 ulgada; están dispuestos en línea, de modo que la separación en ambas direcciones normal y longitudinal es 3.81 cm. Calcúlese el calor total transferido por unidad de longitud del haz de tubos y la temperatura de salida del aire. ( 5 puntos).

4.- Sobre una placa cuadrada de 15 cm de lado, circula aire a 1 atm y 30°C, y a una velocidad de 10 m/s. Calcúlese el espesor máximo de la capa límite. ( 5 puntos )


Examen : Primer Examen Parcial Asignatura : Análisis Instrumental de Minerales

Nombre : Código …

1).- Muestra blanco es: (2 P) a) Sin contenido de analito b) Con contenido de analito c) Con solución molar de analito d) Sin solución en g/lt de analito

2). La calidad de los métodos analíticos para el cobre esta dada para manifestaciones que nos permiten tener como fiables, cuando consideramos que sea. a) una amplitud de las condiciones experimentales en las que puede realizarse un análisis de cobre en minerales de cabeza. b) Un grado del estado de concordancia entre los datos obtenidos de una serie de análisis de cobre en un mineral finamente molido. c) Una capacidad para discriminar entre pequeñas diferencias de concentración del analito que se analiza el cobre en un mineral. d) Un grado de concordancia entre el resultado de un valor de referencia certificada que se toma de un análisis de cobre para un mineral de cabeza. (2 P)

3). ¿Qué requisito no es necesario tomar en cuenta en un análisis de trazas metálicas en una investigación metalúrgica intelectual? (2P)a). Poseer de los materiales volumétricos en litros, gramos, etc. necesarios.

b). La destreza de manipulación que se adquiere con la práctica constante en laboratorio.c). El conocimiento de los métodos analíticos, relacionando a un fino sentido de observación. d). Conocer la ley de cabeza de 2.89 % Cu finamente pulverizado a malla menos 100.

4). En control de calidad analítico de una serie de mediciones a diferentes réplicas de carácter impar. El valor de tendencia central que recomendarías es: a). Media b). Varianza c). Mediana d). Desviación mediana. Además, el valor que seleccionaste es el más fiable? Si ( ). No ( ) Por qué? : ……………………………………. (3 P)

5). Sobre la ingeniería de análisis instrumental óptica. (3 P) ¿Conceptua y esquematiza la espectroscopia de absorción? …………………………

6).- defina el valor o nombre de la ley en las siguientes relaciones: a) T vs C ( ) b) T vs b ( ) c) f(c)b = f(b)C ( ) (3 P)

7).En el estudio de la espectrofotometría, el haz de radiación electromagnético polarizada se propaga por el espacio en línea recta y en el vacio son perpendiculares. Este componente es: ……………………………………………, además son de tipo: a) vectorial b) escalar c) electromagnético d) físico calorífico ( 2.5 P )

8). Un monocromador compuesto por una red de difracción, cumple la función de: a) dispersar la longitud de onda específica b) absorber la longitud de onda específica c) seleccionar la longitud de onda específica d) emitir la longitud de onda específica ( 2.5 P )


Examen : Primer Examen Practica CalificadaAsignatura : Análisis Instrumental de MineralesNombre : Código …

1. PREGUNTAS PARA RESPONDER SOBRE MANEJO DE MUESTRAS Y CALIBRACIÓN. a).¿Cómo tomas una muestra de ripios y en lingote de oro para análisis? (2 Puntos)

b). ¿Cómo calibras un espectrocolorímetro de absorción? (2 Puntos)

2. PREGUNTAS DE DISEÑOa). Diseña el método de cuarteo por cono para una muestra de mineral extraído de la mina, luego de un disparo de remosión diamantina (2 punto)

b). Diseña los trayectos ópticos en un espectrofotómetro de emisión atómica? (3 Puntos)

3.- Cálculos:A).- Hallar la longitud de onda en el vacio que corresponde a un rayo gamma de energía de 1019 eV(electron voltio) (2 Puntos)a). 1,2X10-16 nm b). 1,2X1016 nm c).- 3,0X1027 nm d). 3,0X10-27 nm

B).- Convierta los siguientes valores de %T avalores de absorbancia: a) 94 y b) 1,0. ( 2 Puntos)a). 0,027 y 2,000 b). 0,27 y 20,00 c). 2,70 y 200,00 d). 0,031 y 1,990 e). 0,31 y 19,90

C).- Dos muestras de 0,500 g de acero tipo con contenido de manganeso, se disolvieron y diluyeron hasta 250 ml y el Mn se convertió en MnO-4 con KIO4. Una de las muestras con 0,628 % de Mn presentó una absorbancia de 0,688 y la otra con 0,507 % de Mn presentó una absorbancia de 0,556. Una muestra de 0,500 g de un acero problema al tratarse como los aceros tipo presentó una absorbancia de 0,592. 1).-Trazar una curva de tipo valoración construyendo una gráfica de absorbancia frente a microgramos de Mn por ml. (2 Puntos)2).- Encontrar la concentración de Mn en los 250 ml de solución que contenían al problema (2 Puntos)3).- Encontrar el porcentaje de Mn en el acero problema (3 puntos)

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN ANTONIO ABAD DEL CUSCO CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA METALURGICA

Asignatura : EDUCACION AMBIENTAL Fecha: Examen : PRIMERA PARCIAL

NOMBRES …………………… CODIGO ……………..

1.- ¿Qué busca generar la Educación Ambiental?

2.- En qué campos del desarrollo humano, hay más contaminación ambiental?

3.- Conoces sobre “desarrollo sostenible”?. SI ( ) No ( ). Si afirmas en que consiste?

4.- ¿Por qué la educación ambiental debe ser transversal?

5.- ¿Cómo se divide los recursos naturales?. Explica una de mayor relevancia para la industria minero-metalúrgico.

6.- ¿Cómo conceptúas la historia de la Educación ambiental?.¿Donde y cuándo se desarrolló la cumbre de la tierra?

7.- ¿Qué evento, está programado a horas 10:00 el día 5 de junio en Cusco?. ¿Cómo será tu participación en ese acto; explicalo con letras mayúsculas y en negrita?

8.- ¿Qué nos indica el D.S. N° 016-93-EM?

9.- ¿Cómo es la clasificación de residuos mineros?. ¿Y en la metalurgia por su estado los residuos son?

10.- En Cusco. ¿Cómo es el manejo de los residuos hospitalarios?.UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN ANTONIO ABAD DEL CUSCO CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA METALURGICA

Asignatura : EDUCACION AMBIENTAL Fecha: 7/3/2011Examen : SEGUNDA PARCIAL

1.- Las grandes ciudades de América y América Látina, Europa, Asia, etc. están expuestas a contaminaciones acústicas diversas en contra de la tranquilidad del hombre en general, por lo que constantemente se hacen estudios, sensibilizaciones, concientizaciones que es letra muerta para muchos individuos que sólo desean lucrar sin reparar las graves consecuencias que la vida es lo primero; por ello diferentes organizaciones de la salud recomiendan ciertos parámetros a cumplir; tales como: a).¿Cuál es este valor permitido para que un ciudadano no tenga afecciones en su salud, como lo indica la OMS? ( 1

Punto). b).¿Qué enfermedades son producidos por este mal contaminante? ( 1 Punto). c). ¿Qué puntos de la provincia del cusco muestra este tipo de contaminación? ( 1 Punto). d). ¿Qué instrumentos, equipos, maquinarías producen valores muy altas dentro de los laboratorios donde estudias? (1 Punto). e). ¿En que unidades se miden este tipo de contaminación? (1 Punto).

2.- En el estudio de la Educación ambiental, hemos desarrolado diferentes tópicos importantes dentro del desarrollo Humano; entre ellas, sobre el protocolo de Kioto y Agenda 21. a). ¿El protocolo de Kioto – Japón sobre qué causas básicamente se lleva a cabo? (1 Punto). b). ¿Con qué objetivos principalmente es el protocolo de Kioto como acuerdo internacional? (1 Punto). c). ¿Qué promueve la agenda 21? (1 Punto). d). ¿De qué manera se estructura este programa para su mejor manejo? (2 Punto).

3.- la minería es una actividad más importante en el mundo y por su puesto para el Perú, donde convergen diferentes profesiones, dentro de ellos esta la Ingniería metalúrgica que se dedica al procesamiento, refinación, comercialización, etc. de las menas metálicos y no metálicos; utilizando maquinaría, equipos, reactivos químicos, personal y otros; hasta obtener un valor económico agregado de los diferentes productos metálicos dentro de las normatividades que la industria requiere; en esta perspectiva lamentablemente producen contaminaciones al medio ambiente; entonces. a). ¿Qué industria metalúrgica actual en el perú es el mayor contaminador con metales pesados? (1 Puntos). b). ¿Qué departamento del Perú esta dentro de los mayores contaminadores en el mundo? (1 Punto). c). ¿Qué es relave y sus consecuencias? (1 Puntos). d). ¿Qué son las lluvias ácidas y cuales son principalmente de peligro? (2 Puntos).

4.- Como parte del Plan Curricular de la Asignatura de Educación Ambiental en el presente Semestre 2011-I, se han realizado diferentes viajes de estudio/visitas técnicas, exposición de videos, fotos, etc. el cual representa un caso importante para reforzar la teoría en aulas universitarias sobre contaminación atmosférica y de aguas y la ocurrencia en el campo de las actividades humanas; por lo que es necesario recordar y hacer un acto de conciencia para tu hogar, barrio, ciudad donde tu perteneces, y las preguntas al respecto estarían enmarcadas a: a). ¿Qué tipos de contaminaciones has observado en río Huatanay, Jaquira? (1 Punto). b). Comparando con la tarea de investigación encargada. ¿Cómo es la calidad de los RR.SS. de los países en vías de desarrollo comparando de los países industrializados? (1 Punto). c). ¿Qué importancia tiene conocer la humedad, peso específico, poder calorífico en los RR.SS.? (1 Punto). d). Qué puedes manifestar de los vehículos compactadores, trabajadores, segregadores que viajan a Jaquira? (1 Punto). e). Una pregunta de actualidad. ¿Por qué causas son los problemas en el Departamento de Madre de Dios y el uso de gorras por los estudiantes? (1 Punto).




1).Analito es: a) Especie de mineral de cobre b) Abasortividad de cobre c) µgCu/lt d) eq/g de cobre (1 P)

2). La calidad de los métodos analíticos para el cobre esta dada para manifestaciones que nos permiten tener como fiables, cuando consideramos que sea. a) una amplitud de las condiciones experimentales en las que puede realizarse un análisis de cobre en minerales de cabeza. b) Un grado del estado de concordancia entre los datos obtenidos de una serie de análisis de cobre en un mineral finamente molido. c) Una capacidad para discriminar entre pequeñas diferencias de concentración del analito que se analiza el cobre en un mineral. d) Un grado de concordancia entre el resultado de un valor de referencia certificada que se toma de un análisis de cobre para un mineral de cabeza. (1 P)

3). En el muestreo de mineral de cobre es necesario saber y conocer para tomar muestras representativas, entonces este tamaño ha de ser como mínimo un valor que la partícula más grande del material, tal como. (2 P)

a) 50 veces b) 100 veces c) 200 veces d) 500 veces.

4). Que reactivos debe utilizarse para descomponer una mezcla; cuyo constituyente esencial en el mineral es la calcopirita ( 1 P). Tambien escriba la ecuación de la reacción química. (1 P)

5). Por AAS se analizó 4 aleaciones de plata: 16,37% ; 16.29% ; 16,39% ; 16.35%. La observación de la mediana es: a) 16,39% b) 16,41 c) 16,36% d) 16,31% (2 P)

6). De la prueba metalúrgica realizada en Xtrata Tintaya. Peso incial de mineral -100M 1Kg; concentrado obtenido 152.52 gr. Entonces; se calcula los pesos, los contenidos metálicos; el % de recuperación, la humedad en el mineral, la gravedad específica y demás valores. El reporte químico de laboratorio es 39.72%Cu en concentrados, 0.49 %Cu en mina y 0.02 %Cu en espesadores. El peso anotado en cuadernillo para las pruebas; también aparecen 967 gr luego de la prueba térmica. Asi mismo, de la prueba del matraz aforado es 0.10Kg del mineral habián desplazado unos 45.45 ml de agua destilada visto en el aforo. Se pide construir una tabla para explicar de la prueba metalúrgica. También agregue demás cálculos necesarios faltantes a la tabla. ( 5 P)

7). En espectrofotometría; la absortividad molar es: a) la concentración en moles por litro y la longitud en metros b) la concentración en gramos por litro y la longitud en centímetros c) la concentración en molar y la longitud de la trayectoria en centímetros d) la concentración en gramos por mol y la longitud de la trayectoria en centímetros ( 1 P)

8).En el estudio de la espectrofotometría, el haz de radiación electromagnético polarizada se propaga por el espacio en línea recta y en el vacio son perpendiculares. Este componente es: ……………………………………………, además son de tipo: a) vectorial b) escalar c) electromagnético d) físico calorífico ( 2 P )

9). Un monocromador compuesto por una red de difracción, cumple la función de: a) dispersar la longitud de onda específica b) absorber la longitud de onda específica c) seleccionar la longitud de onda específica d) emitir la longitud de onda específica ( 2 P )

10. El espectrofotómetro de fluorescencia de rayos X, tiene una una funcionalidad para la ingenieria metalúrgica importante para ( 2 P ) :……




1).Analito es: a) % de transmitancia de cobre b) Abasortividad de cobre c) ppm d) eq/g de cobre

2). La calidad de los métodos analíticos para el cobre esta dada para manifestaciones que nos permiten tener como fiables, cuando consideramos que sea. a) una amplitud de las condiciones experimentales en las que puede realizarse un análisis de cobre en minerales de cabeza. b) Un grado del estado de concordancia entre los datos obtenidos de una serie de análisis de cobre en un mineral finamente molido. c) Una capacidad para discriminar entre pequeñas diferencias de concentración del analito que se analiza el cobre en un mineral. d) Un grado de concordancia entre el resultado de un valor de referencia certificada que se toma de un análisis de cobre para un mineral de cabeza.

3). En el muestreo de mineral de cobre es necesario saber y conocer para tomar muestras representativas, entonces este tamaño ha de ser como mínimo un valor que la partícula más grande del material sea. a) 50 veces b) 100 veces c) 200 veces d) 500 veces.

4). Haciendo una diferencia de la fórmula química de la esfalerita. Para el metalúrgico este mineral es: a) Mineral de Zinc b) Mineral de plomo c) Mineral de cobre d) Mineral de hierro

5). Por AAS se analizó 4 aleaciones de plata: 16,37% ; 16.29% ; 16,39% ; 16.35%. La observación de la mediana es: a) 16,34% b) 16,35 c) 16,36% d) 16,37%

6). Los métodos instrumentales de análisis, se basan en la medida de alguna propiedad física del analito denominada señal analítica relacionada con la naturaleza del analito y su concentración. Estos son: a) absorción – potencial- conductividad – fuerza. b) emisión – presión – fluorescencia – potencial c) absorción – conductividad – potencial – fluorescencia d) emisión – conductividad – potencial – longitud de haz

7). La HKL consiste en un ánodo de ………………….. y un cátodo cilíndrico cerrado herméticamente en un tubo de vidrio lleno con ……………………. a una presión entre 1 a 5 torr. Más metal ……………………………………..

8). En espectrofotometría; la absortividad molar es: a) la concentración en moles por litro y la longitud en metros b) la concentración en gramos por litro y la longitud en centímetros c) la concentración en molar y la longitud de la trayectoria en centímetros d) la concentración en gramos por mol y la longitud de la trayectoria en centímetros

9).En el estudio de la espectrofotometría, el haz de radiación electromagnético polarizada se propaga por el espacio en línea recta y en el vacio son perpendiculares. Este componente es: ………………………………………….., además son de tipo: a) vectorial b) escalar c) electromagnético d) físico calorífico

10). Un monocromador compuesto por una red de difracción, cumple la función de: a) dispersar la longitud de onda específica b) absorber la longitud de onda específica c) seleccionar la longitud de onda específica d) emitir la longitud de onda específica


Examen : Primer Examen Practica Calificada – Grupo MiércolesAsignatura : Análisis Instrumental de MineralesNombre : Código …

1. Preguntas de manejo de muestras y datos analíticos. a).Toma de muestra de aleaciones y lingote de oro (2 Puntos)

b). Por que muestrear mineral es difícil (2 Puntos)

c). Cuántas cifras significativas hay en el siguiente valor: 2,20 X 10-9

2. De la prueba metalúrgica realizado en Xtrata Tintaya. Peso de mineral 1 Kg; concentrado obtenido 152.50 gr. Calcular peso, contenido metálico, % de recuperación, % de humedad, peso específico. El reporte químico de laboratorio es 39.72 %Cu en concentrado, 0.49 %Cu en cabeza, 0.02 %Cu en relave. Los pesos anotados en cuadernillo para la prueba térmica dieron 1Kg inicialmente y luego 967 gr como peso final para el concentrado. Del mismo modo 100 gramos de concentrado desplazaron 45.45 ml de agua destilada en pignómetro. (6 Puntos)

3. A) preparar una curva de calibrado (1 Puntos) para la determinación del Zn, utilizando los datos tabulados a continuación:Conc. ppm = 1,2; 2,5; 3,7; 5,1; 7,2; 9,8; 12,9Absorbancia = 0,24; 0,50; 0,71; 0,97; 1,38; 1,82; 1.2

B). Se analizan tres muestras de Zn obteniéndose unas transmitancias de 90 % ; 65% y 50 % respectivamente, en las mismas condiciones experimentales empleadas en la obtención de la curva de calibrado (1 Puntos). Determinar: a) El % de Zn de cada una (1 Puntos). Peso muestra 0,20 gr atacados con 2 ml de HNO3, 2 ml HCl y 1 ml H2SO4; aforados a 250ml. b). La mediana (1 Punto), c). Desviación para una de los resultados (1 Puntos) y la d). Desviación estándar para los resultados analíticos obtenidos (1 Puntos). e). La ecuación de la mejor línea recta que pasa por estos puntos (1 Puntos) f). Desviación estándar de los valores de las absorbancias (1 Punto) g). Desviación estándar de la pendiente obtenida (1 Punto).

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN ANTONIO ABAD DEL CUSCOCARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA METARGICA

Examen : Primer Examen de Practica Calificada – Grupo JuevesAsignatura : Análisis Instrumental de MineralesNombre : Código …

1. Preguntas de manejo de muestras y datos analíticos. a).Toma de muestra de mineral de uranita, tal como sale en vagones (2 Puntos)

b). Por que muestrear mineral es difícil (2 Puntos)

c). Cuántas cifras significativas hay en el siguiente valor: 2,0 X 105 (1 Punto)

2. De la prueba metalúrgica realizado en Xtrata Tintaya. Peso de mineral 1 Kg; concentrado obtenido 152.50 gr. Calcular peso, contenido metálico, % de recuperación, % de humedad, peso específico. El reporte químico de laboratorio es 39.72 %Cu en concentrado, 0.49 %Cu en cabeza, 0.02 %Cu en relave. Los pesos anotados en cuadernillo para la prueba térmica dieron 1Kg inicialmente y luego 967 gr como peso final para el concentrado. Del mismo modo 100 gramos de concentrado desplazaron 45.45 ml de agua destilada en pignómetro. (6 Puntos)

3. A) preparar una curva de calibrado (1 Puntos) para la determinación del Zn, utilizando los datos tabulados a continuación:Conc. ppm = 1,2; 2,5; 3,7; 5,1; 7,2; 9,8; 12,9Absorbancia = 0,24; 0,50; 0,71; 0,97; 1,38; 1,82; 1.2

B). Se analizan tres muestras de Zn obteniéndose unas transmitancias de 90 % ; 65% y 50 % respectivamente, en las mismas condiciones experimentales empleadas en la obtención de la curva de calibrado (1 Puntos). Determinar: a) El % de Zn de cada una (1 Puntos). Peso muestra 0,20 gr atacados con 2 ml de HNO3, 2 ml HCl y 1 ml H2SO4; aforados a 250ml. b). La mediana (1 Punto), c). Desviación para una de los resultados (1 Puntos) y la d). Desviación estándar para los resultados analíticos obtenidos (1 Puntos). e). La ecuación de la mejor línea recta que pasa por estos puntos (1 Puntos) f). Desviación estándar de los valores de las absorbancias (1 Punto) g). Desviación estándar de la pendiente obtenida (1 Punto).


Examen : SUSTITUTORIO PRIMERA PARTE Fecha: 20/08/12 Asignatura : Análisis Instrumental de Minerales


1).Analito es: a) % de transmitancia de cobre b) Abasortividad de cobre c) µg/lt d) eq/g de cobre

2). La calidad de los métodos analíticos para el cobre esta dada para manifestaciones que nos permiten tener como fiables, cuando consideramos que sea. a) una amplitud de las condiciones experimentales en las que puede realizarse un análisis de cobre en minerales de cabeza. b) Un grado del estado de concordancia entre los datos obtenidos de una serie de análisis de cobre en un mineral finamente molido. c) Una capacidad para discriminar entre pequeñas diferencias de concentración del analito que se analiza el cobre en un mineral. d) Un grado de concordancia entre el resultado de un valor de referencia certificada que se toma de un análisis de cobre para un mineral de cabeza.

3). En el muestreo de mineral de cobre es necesario saber y conocer para tomar muestras representativas, entonces este tamaño ha de ser como mínimo un valor que la partícula más grande del material sea. a) 50 veces b) 100 veces c) 200 veces d) 500 veces.

4). Haciendo una diferencia de la fórmula química de la esfalerita. Para el metalúrgico este mineral es: a) Mineral de Zinc b) Mineral de plomo c) Mineral de cobre d) Mineral de hierro

5). Por AAS se analizó 4 aleaciones de plata: 16,37% ; 16.29% ; 16,39% ; 16.35%. La observación de la mediana es: a) 16,34% b) 16,35 c) 16,36% d) 16,37%

6). Los métodos instrumentales de análisis, se basan en la medida de alguna propiedad física del analito denominada señal analítica relacionada con la naturaleza del analito y su concentración. Estos son: a) absorción – potencial- conductividad – fuerza. b) emisión – presión – fluorescencia – potencial c) absorción – conductividad – potencial – fluorescencia d) emisión – conductividad – potencial – longitud de haz

7). La HKL consiste en un ánodo de ………………….. y un cátodo cilíndrico cerrado herméticamente en un tubo de vidrio lleno con ……………………. a una presión entre 1 a 5 torr. Más metal ……………………………………..

8). En espectrofotometría; la absortividad molar es: a) la concentración en moles por litro y la longitud en metros b) la concentración en gramos por litro y la longitud en centímetros c) la concentración en molar y la longitud de la trayectoria en centímetros d) la concentración en gramos por mol y la longitud de la trayectoria en centímetros

9).En el estudio de la espectrofotometría, el haz de radiación electromagnético polarizada se propaga por el espacio en línea recta y en el vacio son perpendiculares. Este componente es: ………………………………………….., además son de tipo: a) vectorial b) escalar c) electromagnético d) físico calorífico

10). Un monocromador compuesto por una red de difracción, cumple la función de: a) dispersar la longitud de onda específica b) absorber la longitud de onda específica c) seleccionar la longitud de onda específica d) emitir la longitud de onda específica


Asignatura: ANALISIS INSTRUMENTAL DE MINERALES Fecha: 20/08/12Examen: SUSTITUTORIO SEGUNDO PARCIAL

NOMBRES ………………………………………………………….. CODIGO ……….

I.- Al análisis electroquímico también se le denomina, como el análisis químico electroquímico basado en una amplia variedad de técnicas y fenómenos que tienen lugar dentro de una celda electroquímica, efectuándose: 1).- mediciones básicas de: ..…………………………….(1 Punto) 2) establece una curvas de valoración mv Vs mL. (1 Punto) ….. ATRÁS DE LA HOJA 3) haga las observancias distintivas entre el punto de equivalencia y el punto de inflexión; (usa la pregunta 2) (1 Punto) .. 4).- En laboratorio para el metalúrgico es de importancia conocer reacciones redox; tal como el caso de cobre sumergido en una solución diluída de nitrato de plata. Entonces escribáse la reacción de los reactantes y los productos de este fenómeno. (2 P) …………………………………………………………. 5).- Y cuál sería su constante de equilibrio (2 P)……………………………… 6) también se observa el uso de electrodos en medidas potenciométricas en la metalurgia (1 Punto) denominados: …………… y ……. 7) para lo que una solución para análisis por medidas potenciométricas, debe estar en su forma oxidada o reducida; caso por ejemplo el hierro y la solución titulante K2Cr2O7. Coloca cada reactivo en su lugar ( 1 Punto) USA EL REVERSO DE LA HOJA. 8).- Así como el electrodo de referencia universal utilizado en todo laboratorio inicialmente fué: ………………….. ( 1 Punto). 9).- Escriba la ecuación de Nernst para la siguiente reacción química en forma reducida (1 punto) MnO4 + 8H+ +5e- ==== Mn2+ + 4H20

II.- Como parte de la teoría de análisis instrumental de minerales se han tocado en el desarrollo de los diferentes tópicos, referidos a soluciones buffer, reacciones químicas, cromatografía, etc. de modo que el curso es totalmente experimental, pero con una buena base de la teoría fundamental científica que hay que resaltar este hecho y vuestra participación ha sido fundamental. Las interrogantes son: a). De qué reactivos, constan para preparar la solución tompón a pH 4.01? (2 puntos) …………………………………… b).-La metalurgia de soluciones lixiviadas, la mineralurgia de pulpas con bastante cal, etc. necesita conocer sus propiedades fisicoquímicas. Si el caso es así; en qué rangos se realizarían las mediciones. Dibuja la escala de pHs y coloca cada proceso metalúrgico. USA EL PAPEL DEL REVES (2 punto) c).Otra es, la tecnología cromatográfica que consiste en un conjunto de separaciones de los componentes de una mezcla defenidos por: ……………………. Y ……………………….. (1 Punto); d). que por observación en la práctica, el sistema consta de un soporte tubular (columnas) en décimos de mm para cromatografía: ……………. Hasta unos pocos cm para

cromatografía: ……………. (1 Puntos) los cuales encaminan conocer los procesos cromatográficos. e). Qué es un cromatograma? (2 Puntos) ……………………………………………………………………………. Y f). en la ingeniería el HPLC tiene sus áreas de aplicación: como que al ingeniero metalúrgico esta interesado su aplicación en sus áreas de medio ambiente, polímeros, etc. conocer sus componentes imprescindibles. Señala (2 Puntos):


Examen : SEGUNDA PARCIAL ESCRITO – RECUPERATORIO Fecha: Asignatura : INGENIERIA METALURGICA II

Nombres : Código:

1.- Dibújese, para una placa plana vertical e isoterma a 93°C expuesta al aire a 20°C y 1 atm, los perfiles de velocidades de la convección natural en función de la distancia a la superficie de la placa en las posiciones x de 15, 30 y 45 cm. (2 puntos)2.- Un valor adimensional que interpreta físicamente el cociente entre las fuerzas de flotabilidad y las fuerzas viscosas en la corriente de convección natural, que juega un papel análogo al número de Reynolds en la convección forzada, se representa por?. A). # de Reynolds B). # de Grashof C). # de Prandtl D). # de Stanton E). # de Nusselt (2 puntos)3.- En la ingeniería los coeficientes medios de transferencia de calor por convección natrual se hallan tomando en consideración diferentes medios de orden funcional, que indica que las propiedades de los grupos adimensionales se evalúan por. A). # de Reynolds B). Temperatura de película C). # de Rayleigh D). # de Stanton E). # de Analogía Reynolds - Corburn (2 puntos) 4.- Aquel valor que expresa la relación entre la fricción en el fluido y la transferencia de calor en el flujo laminar sobre una placa plana, es conocido como. A). # de Rayleigh B). # de Analogía Reynolds - Corburn C). # de Prandtl D). # de Grashof E). # de Nusselt (2 puntos)5.- En la Ingeniería muchos aparatos, las compresoras, calderas, los intercambiadores de calor, operan durante largos periodos en la industria en las mismas condiciones. Entonces estos aparatos son denominados de flujo? A). No viscoso B). Estacionario C). No newtoniano D). Laminar E). No estacionario (2 puntos)6.- Los siguientes números 4x108 y 5x105 en el estudio de la ingeniería de convección para el aire sobre una placa plana vertical y horizontal, son. A). # crítico de Rayleigh - Reynolds B). # crítico de Grashof - Reynolds C). # crítico de Stanton - Reynolds D). # crítico de Prandtl – Reynolds E). # crítico de Mach – Reynolds (2 puntos)7.- El efecto de termosifón en la ingeniería de mecánica de fluidos cumple la función de hacer circular agua en los calentadores solares y el ingeniero metalúrgico va tener que aprovechar las bondades de la naturaleza y la maquinaría; para lo que este fenómeno de transferencia de calor se observa en. A). Intercambiadores de calor B). Convección natural C). Sistemas de calefacción D). Sistemas de bombeo forzado E). coeficinte de transferencia de calor por convección (2 puntos)8.- ¿Cómo se define el coeficiente de transferencia de calor en los cálculos de transferencia de calor a alta velocidad?. (2 Puntos)

9.- En forma concreta. Distíngase el perfil entre flujo de fluido laminar y flujo de fluido turbulento en el sentido físico de flujo unidimencional en un tubo circular. (2 puntos)

10.- La Ingeniería Metalúrgica permite aplicar la Ley de Newton de enfriamiento, experimentalmente. Diseña con figuras la diferencia entre convección natural y forzada para una superficie caliente de 85°C hacia el fluido circundante. (2 puntos)


Examen : SEGUNDA PARCIAL ESCRITO Fecha: Asignatura : INGENIERIA METALURGICA II

Nombres : Código:

1.- Dibújese el espesor de la capa límite de convección natural, en función de X, de una placa vertical que se mantiene a 80°C y se expone al aire a presión atmosférica y 15°C. Considérese sólo la zona laminar y transitoria. (2 puntos)2.- Un número que se interpreta físicamente como un grupo adimencional que representa el cociente entre las fuerzas de flotabilidad y las fuerzas viscosas en la corriente de fluidos; representa. A). # de Reynolds B). # de Prandtl C). # de Grashof D). # de Stanton E). # de Nusselt (2 puntos)3.- La relación directa del número de Prandtl por el número de Grashof en la mecánica de fluidos convectiva, se denomina. A). # de Reynolds B). # de Grashof C). # de Rayleigh D). # de Stanton E). # de Analogía Reynolds - Corburn (2 puntos) 4.- Aquel valor que expresa la relación entre la fricción en el fluido y la transferencia de calor en el flujo laminar sobre una placa plana, es conocido como. A). # de Rayleigh B). # de Prandtl C). # de Analogía Reynolds - Corburn D). # de Grashof E). # de Nusselt (2 puntos)5.- Se han realizado con éxito estudios analíticos y experimentales con los polímeros sumamente viscosos y los lubricantes; relacionando la viscosidad con el esfuerzo cortante para estos fluidos indicados, entonces estos fluidos tienen comportamiento. A). No viscoso B). No newtoniano C). Newtoniano D). Laminar E). Transicional (2 puntos)6.- Los siguientes números 4x108 y 5x105 en el estudio de la ingeniería de convección para el aire sobre una placa plana vertical y horizontal, son. A). # crítico de Rayleigh - Reynolds B). # crítico de Stanton - Reynolds C). # crítico de Grashof - Reynolds D). # crítico de Prandtl – Reynolds E). # crítico de Mach – Reynolds (2 puntos)7.- El efecto de termosifón en la ingeniería de mecánica de fluidos tiene su importancia, como podría decirse en flujo de fluidos viscosos y no viscosos y el ingeniero metalúrgico va tener que aprovechar las bondades de la naturaleza y la maquinaría moderna; para lo que este fenómeno de transferencia de calor remplaza. A). Intercambiadores de calor B). Sistemas de calefacción C). Sistemas de bombeo D). Sistemas de desplazamiento de fluidos densos E). coeficinte de transferencia de calor por convección (2 puntos)8.- ¿Cómo se define el coeficiente de transferencia de calor en los cálculos de transferencia de calor a alta velocidad?. (2 Puntos)

9.- En forma concreta. Distíngase el perfil entre flujo de fluido laminar y flujo de fluido turbulento en el sentido físico de flujo unidimencional en un tubo circular. (2 puntos)

10.- La Ingeniería Metalúrgica permite aplicar la Ley de Newton de enfriamiento, experimentalmente. Diseña con el uso de propiedades de transferencia de calor por convección para un lingote de hierro fundido a 550°C. (2 puntos)


Examen : SEGUNDA PRACTICA CALIFICADA – RECUPERATORIO Fecha: Asignatura : INGENIERIA METALURGICA II

Nombre : Código:

1.- Sobre una placa plana circula aire a 7 Kpa y -40°C, a Mach 4. La temperatura de la placa es 35°C, y su longitud 60 cm. Calcúlese la temperatura

de pared adiabática de la pared laminar de la capa límite. (Libro Holman). ( 5 Puntos )

2.- Por una placa cuadrada de 20 cm de lado, circula agua a 15.6°C con una velocidad de 5 m/s. Una tira delgada, de 5 mm de ancho, está colocada sobre la placa a una distancia de 10 cm del borde de ataque. Si se calienta la tira hasta una temperatura de 37.8°C. Calcúlese el calor perdido por la tira. (Libro Holman) ( 5 Puntos )

3.- Se ha presentado en exposiciones correspondientes a práctica de ingeniería de convección; el fenómeno forzado en comparación a no forzado. Se pide diseñar y explicar cada una de las etapas de este fenómeno, manifestando sus partes y funcionamiento, con un esquema y si fuera necesario colorea para distinguir su funcionamiento en bien del hombre. Presenta también las ecuaciones y valores aproximados a propiedades en caso fuera de flujo laminar o turbulento, fabricación, etc. ( 5 puntos)

4.- A través de un tubo de ¾ de pulgada de diámetro interior, fluye agua a una razón de 0.4 galones por minuto. Se puede tomar la viscosidad del agua como

2.36 lbm/h.pie. Determine si el flujo es laminar o turbulento. Si es laminar, halla la longitud de entrada, para este sistema. ( 5 puntos )


AsignaturaA: Análisis Quámico de Minerales y Metales Fecha:SEGUNDO EXAMEN PARCIAL

NOMBRES ………………………………………………………….. CODIGO ……….

1.- El muestreo por pozos es para. A). Minerales filoneanos B). Gravas en terrazas C). Menas de roca volcánica D). Minerales de cancha E). Minerales de yacimiento (2 Puntos)

2.- En análisis de concentrado de plomo, se da como valor real 46.30 % de plomo, el ensayador encuentra 46.80 %. El error relativo en ppm. A). 0.50 ppm B). 10.80 ppm C). 1010.80 ppm D). 989.30 ppm E). Ningunos de los anteriores (2 Puntos)

3.- Temperatura errónea de calcinación de un precipitado, corresponde a error: A). Error personal B). Error operativo C). Error de aparatos D). Error en la elección de método E). Error debido a productos químicos (2 Puntos)

4.- Se analizó en laboratorio el contenido de plata de 4 aleaciones de este metal y se obtuvieron los siguientes resultados: 16.37%; 16.29%¸16.39; 16.35%. Se pide hallar el promedio, mediana y redondea a 3 cifras significativas el resultado hallado. A). 16.35% - 16.34% B). 16.35% – 16.36% C). 16.35% - 16.37% D). 16.35% - 16.39% E). 16.35 – 16.36 Redondeo = (2 Puntos)

5.- El siguiente análisis de laboratorio por método de volatilización representado por la reacción química: Pirita + 1102 ===== 2Fe203 + 8S02, corresponde: A). Por calentamineto y descomposición B). Por procesos de oxidación C). Por tratamiento con un reactivo que transforme el componente que se desea eliminar en un compuesto volatilizable D). Por desplazamiento de los ácidos o anhídridos volatilizables de sus sales E). Por aplicaciones para análisis de elementos volátiles utilizados en la metalurgía ( 2 Puntos)

6.- El análisis de los metales nobles en la metalurgia es importantes; por lo que se pide indicar, ¿cuál reactivo químico se usa para separar el régulo auroartífero obtenido en los procesos de copelación. A). HCl concentrado B). 20% HNO3 C). H2SO4 diluído D). Agua regia E). H2CO4 concentrado. (2 Puntos)

7.- El reactivo químico que se ha utilizado para el ataque y precipitación química en análisis de minerales de hierro son: A). HNO3 – NH3 B). HCl – NH4OH C). H2SO4 – NH4OH D). H2ClO4 – NH3 E). H2CO4 – NH4OH. (2 Puntos)

8.- El análisis de una muestra que contiene Fe2, y la cual pesó 0.2000 g produjo 0.6000 g de BaSO4. Calcular % de azufre y factor gravimétrico en la muestra. A). 82.42% – 0.2747 B). 41.21% - 0.1374 C). 4.58% - 0.1374 D). 80.16% - 0.2672 E). 17.81% - 0.5344 (2 Ptos).

9.- El análisis cuantitativo para mineral de magnetita por método gravimétrico consiste? Y qué materilaes volumétricos y comúnes se usarián en caso de una práctica?. ( 4 Puntos)


Asignatura: Análisis Quámico de Minerales y Metales Fecha:SEGUNDO EXAMEN PARCIAL

NOMBRES ………………………………………………………….. CODIGO ……….

1.- El muestreo por pozos es para. A). Minerales filoneanos B). Menas de roca volcánica C). Gravas en terrazas D). Minerales de cancha E). Minerales de yacimiento (2 Puntos)

2.- En análisis de concentrado de plomo, se da como valor real 46.30 % de plomo, el ensayador encuentra 46.80 %. El error relativo en ppm. A). 0.50 ppm B). 1010.80 ppm C). 10.80 ppm D). 989.30 ppm E). Ningunos de los anteriores (2 Puntos)

3.- Temperatura errónea de calcinación de un precipitado, corresponde a error: A). Error personal B). Error de aparatos C). Error operativo D). Error en la elección de método E). Error debido a productos químicos (2 Puntos)

4.- Se analizó en laboratorio el contenido de plata de 4 aleaciones de este metal y se obtuvieron los siguientes resultados: 16.37%; 16.29%¸16.39; 16.35%. Se pide hallar el promedio, mediana y redondea a 3 cifras significativas el resultado hallado. A). 16.35% - 16.34% B). 16.35% - 16.37% C). 16.35% – 16.36% D). 16.35% - 16.39% E). 16.35 – 16.36 Redondeo = (2 Puntos)

5.- El siguiente análisis de laboratorio por método de volatilización representado por la reacción química: Pirita + 1102 ===== 2Fe203 + 8S02, corresponde: A). Por calentamineto y descomposición B). Por tratamiento con un reactivo que transforme el componente que se desea eliminar en un compuesto volatilizable C). Por procesos de oxidación D). Por desplazamiento de los ácidos o anhídridos volatilizables de sus sales E). Por aplicaciones para análisis de elementos volátiles utilizados en la metalurgía ( 2 Puntos)

6.- El análisis de los metales nobles en la metalurgia es importantes; por lo que se pide indicar, ¿cuál reactivo químico se usa para separar el régulo auroartífero obtenido en los procesos de copelación. A). HCl concentrado B). H2SO4 diluído C). 20% HNO3 D). Agua regia E). H2CO4 concentrado. (2 Puntos)

7.- El reactivo químico que se ha utilizado para el ataque y precipitación química en análisis de minerales de hierro son: A). HNO3 – NH3 B). H2SO4 – NH4OH C). HCl – NH4OH D). H2ClO4 – NH3 E). H2CO4 – NH4OH. (2 Puntos)

8.- El análisis de una muestra que contiene Fe2, y la cual pesó 0.2000 g produjo 0.6000 g de BaSO4. Calcular % de azufre y factor gravimétrico en la muestra. A). 82.42% – 0.2747 B). 4.58% - 0.1374 C). 41.21% - 0.1374 D). 80.16% - 0.2672 E). 17.81% - 0.5344 (2 Ptos).

9.- El análisis cuantitativo para mineral de magnetita por método gravimétrico consiste? Y qué materilaes volumétricos y comúnes se usarián en caso de una práctica?. ( 4 Puntos) UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN ANTONIO ABAD DEL CUSCO

CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA METALURGICA

Examen : PRIMERA PARCIAL Fecha: Asignatura : INGENIERIA AMBIENTAL

Nombre : Código:

1. Ingeniería Ambiental, Estudia?. A) El hábitad físico y biótico. B)- La previsión de recursos naturales. C)- La humanidad D)- Cambio climático y los desastres. E)- La desertización.

2). Desarrollo sostenible en el sentido humano es: A)- Satisfacción de necesidades sin comprometer la capacidad de las futuras generaciones. B)- Satisfacción de necesidades del presente sin comprometer la capacidad de las futuras generaciones para satisfacer sus propias necesidades. C)- Satisfacción de las necesidades actuales sin comprometer a los habitantes actuales para provecho de sus propias necesidades. D)- Satisfacción de las necesidades futuras sin comprometer el medio ambiente para el provecho de sus propias necesidades. E)- La defensa del hombre frente a problemas mundiales.

3). En 1992, la ONU organiza en Rio Janairo? A)- Cumbre de la tierra B)- Agenda de protección del ambiente. C)- Nuestro futuro común. D)- Defensa de medio ambiente. E)- Ambiente humano para controlar la contaminación.

4). Hoy la ciencia y la tecnología ha hecho mejoras en el estándar de vida del hombre de campo y la ciudad, mayor producción, viviendas confortables, medios de transporte rápidos, invención robótica, comunicación globalizada, etc… por lo que este avance ha traído?. A)- Contaminación ambiental del hombre. B)- Alteración ambiental de la tierra. C)- Ambiente saludable parael hombre. D)- Desarrollo sostenible. E)- Capacidad de mayor consumo y vida.

5). Cuáles son los 4 hechos negativos, producto de un crecimiento poblacional de hace apenas 2 siglos y medio?. A)- B)- C)- D)-

6. Tema de actualidad. Según la ONU la población proyectada para el año 2050 será: A)- 9550 a 10550 millones. B)- Alcanzará un pico máximo de 10880 millones. C)- Alcanzará un pico máximo de 9500 millones, se estabilizará temporalmente y por último se reducirán. D)- Alcanzará un pico máximo de 10000 millones en el año 2100 para estabilizarse a través del control de fertilidad en las mujeres de todo el mundo. E)- P = Poert.

7). Defina las principales variables para la formación del efecto invernadero. A)- Radiación solar – Colores del espectro. B)- Radiación solar – reflexión – radiación que absorbe el globo terraquio. C)- Deforestación – quema de combustibles fósiles –

calor retenido por los gases de invernadero. D)- Deforestación – quema de combustible fósiles – aumento de la concentración de gases de invernadero. E)- Radiación que absorbe la tierra – calor retenido por los gases – radiación de onda larga emitido por la tierra.

8). ¿Qué significado tiene cada una de las reacciones químicas para la humanidad actual?. SO2 + O2 ======== SO3 NO + O2 ======== NO2

9).- Tres diferencias bien saltantes entre energías convnecionales y energías no convencionales ENERGIAS CONVENCIONALES ENERGIAS NO CONVENCIONALES 1.- 2.- 3.-

10.- En el siglo pasado y en este siglo, la contaminación del ire, agua y suelos es preocupante. En la digstión a anaerobia de las aguas residuales se producen gases bastante corrosivos el uno y el otro; ellos son: A)- H2S – CO2 – NH3 B)- H2S – NH4 – CO2 C)- H2S – CH4 – C02 D)- H2S – CO – CH4 E)- H2S – NO – CH4.


Examen : PRIMERA PARCIAL Fecha: Asignatura : INGENIERIA METALURGICA II

Nombre : Código:

1. La siguiente ecuación representa. Q” = -Kdt/dy. A). Ley de Fourier de conducción de calor; B). Ley de Fourier de enfriamiento de calor; C). Ley de Fourier de conductividad térmica; D). Ley de Fourier de conductividad de calor E). Ninguno de los anteriores

2). Para la figura 1, establezca. A). El circuito térmico. B). La sumatoria de resistencias térmicas. (2 Puntos).

3). La conductividad térmica de los matriales de ingeniería dependerá. a). Calor b). Energía c). Temperatura d). K

4). Para los siguientes materiales de ingeniería metalúrgica. Ordena; en orden de magnitud, la conductividad térmica. a).Metales puros b).No metales c).Aleaciones d). Gases e) Líquidos abcde acbed abdec baced

5). En la selección de aletas, uno de los parámetros principales que se usan es. a). Aletas de diversa forma geométrica b). Eficiencia de aletas c).Aletas largas infinitamente d).Aletas con convección en el extremo.

6. El método gráfico para la conducción bidimensional se basa? a).Que las líneas de flujo de calor y las líneas isotérmicas se intersequen en si en ángulos rectos formando una red de cuadrados curvilíneos. b).Las isotermas y las líneas de flujo se ajustan hasta que cada cuadrado curvilíneo se satisfaga la condición X = Y = Z

c). Las líneas de flujo de calor y las isotermas se tracen paralelamente para formar la red de cuadrados curvilíneos. d). Ninguno de los anteriores.

7).Expresar la conductividad térmica para un matrial de ingeniería metalúrgica en la unidad inglesa británica de expresión exacta, escogiendo sólo los siguientes valores: Btu; KW; W; Calorias; seg; min; h; m; cm; mm; pulg; pie; °R; °C; °F; K.

...............................................

8). Obtenga todas las ecuaciones de los nodos mostrados en la figura 2 y arma la matriz inversa. (2 puntos)


Examen : PRIMERA PRACTICA CALIFICADA Fecha: Asignatura : INGENIERIA METALURGICA II

Nombre : Código:

1.- Las superficies interior y exterior de un muro de ladrillos de arcilla refractaria de un laboratorio metalúrgico de 5 m X 6 m, con espesor de 30 cm, se mantienen a las temperaturas de 200°C y 25°C, repectivamente. Determinar el calor transferido a través del material en la unidad Britànica Inglesa. (Libro Yunus).

2.- Una aleta recta de perfil rectangular está fabricada en duramluminio (94% Al, 3% Cu) con un espesor de 2.4 mm. La aleta tiene 19 mm de longitud, y está sometida a un entorno convectivo con h = 85 w/m2°C. Si la temperatura de la base es 90°C y el ambiente está a 25°C, Calcúlese la transferencia de calor por unidad de longitud de la aleta. (Libro Holman)

3.- Dos cilindros largos de 8.0 y 3.0 cm de diámetro están completamente rodeados por un medio de K = 1.4 W/m.°C. La distancia entre los centros es 10 cm y los cilindros se mantienen a 200 y 35 °C respectivamente. Calcúlese el calor transferido por unidad de longitud.

4.- Calcular las temperaturas T1, T2, T3 y T4 en estado estable de los cuatro nodos que se indican en la figura a través de diferencias finitas, resolviendo en los cuatro nodos la ecuación de conductividad del calor


Examen : PRIMERA PRACTICA CALIFICADA Fecha: Asignatura : INGENIERIA METALURGICA II

Nombre : Código:

1.- En una capa de lana mineral (poco compacto de densidad 10 lb/ft3) de 13.50 cm de espesor se impone una diferencia de temperatura de 89 °C. El uso de este material de ingeniería es como un aislante en hornos metalúrgicos. Determinar el calor transferido a través del material por hora y por unidad de área. (Libro Holman).

2.- Una aleta recta de perfil rectangular está fabricada en duramluminio (94% Al, 3% Cu) con un espesor de 2.4 mm. La aleta tiene 19 mm de longitud, y está sometida a un entorno convectivo con h = 85 w/m2°C. Si la temperatura de la base es 90°C y el ambiente está a 25°C, Calcúlese la transferencia de calor por unidad de longitud de la aleta. (Libro Holman)

3.- Dos cilindros largos de 8.0 y 3.0 cm de diámetro están completamente rodeados por un medio de K = 1.4 W/m.°C. La distancia entre los centros es 10 cm y los cilindros se mantienen a 200 y 35 °C respectivamente. Calcúlese el calor transferido por unidad de longitud.

4.- Considere la transferencia de calor bidimensional en estado transitorio en un cuerpo sólido largo, cuya sección transversal se da en la figura. Las temperaturas medidas en puntos seleccionados de las superficies exterior son como se muestran. La conductividad térmica del cuerpo es K = 45 W/m.°C y no hay generación de calor. Mediante el método de las diferencias finitas con un tamaño de malla de ∆x = ∆y = 2 cm. A) Obtenga las ecuaciones que resultan de los nodos; B). Arma la matriz; C). Halla las Temperaturas.


Asignatura: Análisis Quámico de Minerales y Metales Fecha:PRIMER EXAMEN PARCIAL

NOMBRES ………………………………………………………….. CODIGO ……….

1. En metalurgia, un analito es. A). Muestra representativa para análisis B). Estudio de una muestra para análisis C). Especie química que se analiza D). Técnica analítica para análisis E). Análisis de un mineral (2 Puntos)

2. A la química analítica debe la industria metalúrgica, a través de: a). Ensayes cualitativos b). Ensayes cuantitativos c). Ensayes cualitativo y cuantitativo d). Ensaye cuantitativo y cualitativo e). Ensayes clásicos e instrumentales (2 Puntos)

3. Mediante estudio general de análisis de iones metálicos se ha visto que el plomo esta en la familia de los metales: a). Familia de los metales de plata – cobre b). Familia de metales de plata c). Familia de metales de cobre d). Familia de metales de Niquel e). Familia de metales de bario (2 Puntos)

4. En análisis químico de minerales y metales cualitativo, están referidos a investigar ¿qué hay en esta muestra?, entonces serán importantes estudiar las diferentes técnicas analíticas que consisten en: a). A identificar iones metálicos b). A obtener precipitados c). A desarrollar Solubilidades d). A encontrar el % de iones metálicos e). A determinar la concentración de iones metálicos de plata (2 Puntos)

5. ¿Qué volumen de H2SO4 concentrado (18 M) se necesitan para preparar 50 mL de H2SO4, 8 Molar?. A). 22.22 mL B). 11.25 mL C). 2.88 mL D). 112.5 mL E). 18.5 mL ( 2 P)

6. Escriba la reacción química denominada en metalurgia “Cemento de Cobre” (2 Puntos)

7. La disoluciones son sustancia químicas homogéneas que preparadas por disolución de un soluto en un solvente puro. Estas soluciones, ¿cómo se clasifican?. Y considere un ejemplo en cada caso. (2 Puntos)

8. Balancear las siguientes ecuaciones que ocurren en análisis de control de calidad.

Na2CO3 + HCl ( 1.5 Puntos)

IO3- + I- + H3O+ I3- + H2O (1. 5 Puntos)

9. Luego de una práctica de laboratorio, se supo que el producto de solubilidad del BaSO4 es a 1.19 x 10-10. Hallar las concentraciones del equilibrio saturado de BaSO4 a 20°|C. (3 Puntos)


Asignatura: Análisis Quámico de Minerales y Metales Fecha:PRIMER EXAMEN PARCIAL

NOMBRES ………………………………………………………….. CODIGO ……….

1. Escriba la ecuación de la Ley de la Acción de las Masas, aplicado a la reacción:

H2S + 2H20 2H30+ + S-2 (1 P)

2. Calcular el peso equivalente de Al2(SO4)3 como sal de aluminio disueltos en 100 mL y a 0.10N (2 P)

3. ¡Que volumen de H2SO4 3M se puede preparar diluyendo en laboratorio a 5.0 mL de H2SO4 concentrado a 18 M? ( 1 P)

4. Luego de una práctica de laboratorio, se supo que el producto de solubilidad del Ag2SO4 es igual a 3.9x10-12. Hallar las concentraciones iónicas en una solución saturada de Ag2CrO4 a 20|C. (3 P)

5. |Balancear la siguiente ecuaciones para la reacción. (3)

Na2CO3 + HCl ( 1.5 P)

MnO2 + S-2 + H3O+ SO2 + Mn+2 + H2O (2 5 P)


Examen : PRIMERA PARCIAL Fecha: Asignatura : INGENIERIA METALURGICA II

Nombre : Código:

1. La siguiente ecuación representa. Q” = -Kdt/dy. a). Ley de Fourier de conducción de calor b). Ley de Fourier de enfriamiento de calor c). Ley de Fourier de conductividad térmica d). Ley de Fourier de conductividad de calor e). Ninguno de los anteriores

2). Cuando el calor se propaga en un vacio absoluto, se llama. a). Convección b). Radiación c). Conducción

3). La conductividad térmica de los matriales de ingeniería dependerá. a). Calor b). Energía c). Temperatura d). K

4). Ordena; en orden de magnitud, la conductividad térmica. a).Metales puros b).No metales c).Aleaciones d). Líquidos e). Gases abcde acbde abde baced

5). En la selección de aletas, uno de los parámetros principales que se usan es. a). Aletas de diversa forma geométrica b). Eficiencia de aletas c).Aletas largas infinitamente d).Aletas con convección en el extremo.

6. El método gráfico para la conducción bidimensional se basa? a).Que las líneas de flujo de calor y las líneas isotérmicas se intersequen en si en ángulos rectos formando una red de cuadrados curvilíneos. b).Las isotermas y las líneas de flujo se ajustan hasta que cada cuadrado curvilíneo se satisfaga la condición X = Y = Zc). Las líneas de flujo de calor y las isotermas se tracen paralelamente para formar la red de cuadrados curvilíneos. d). Ninguno de los anteriores.

7).Expresar la conductividad térmica para un matrial de ingeniería metalúrgica en la unidad inglesa británica de expresión exacta, escogiendo sólo los siguientes valores: Btu; KW; W; Calorias; seg; min; h; m; cm; mm; pulg; pie; °R; °C; °F; K.

...............................................

8). La ecuación de Laplace para la conductividad térmica uniforme en estado estable sin generación de calor es. a). 2T b). 2T/X2 + g/K = 0 c). 2T + g/K = 0 d).Ninguno

9. Calcular la pérdida de calor por metro cuadrado de área de superficie para una pared constituída por una porción prensada a base de corcho fragmentada (K = 0,048 W/m°C) como aislante de 29,4 mm de espesor, cuya temperatura en el interior y exterior respectivamente son 352,7K y 297,1K. a). 90.77 W/mm2 b). 90,78W/m2 c). 90,77 Btu/m2 d). 90,78 watt

10. Determinar la Rt para el siguiente circuito térmico de conducción de calor en una pared compuesta. a). 0,081 b). 0,025 c). 0,00071 d). 0,061

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN ANTONIO ABAD DEL CUSCOCARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA METALURGICAAsignatura : INGENIERIA METALURGICA IIExamen : Primera Parcial escritaNOMBRE:................................................................. codigo:..................1. Determinar la Rt para el siguiente circuito térmico de conducción de calor en una pared compuesta. ( ver fig. A) ( 3 Puntos ) a). 0.700 b). 0.582 c). 0.655 d). 0.685

2. El método gráfico para la conducción bidimensional se basa especialmente? a). Las líneas de flujo de calor y las líneas isotérmicas forman un ángulo recto con la red de los cuadrados curvilíneos. ( 2 Puntos ) b).Las isotermas y las líneas de flujo se ajustan hasta que cada cuadrado curvilíneo se satisfaga la condición X = Y = Zc). Las líneas de flujo de calor y las isotermas se tracen paralelamente para formar la red de cuadrados curvilíneos. D). Ninguno de los anteriores.

3. Indique la dirección y los mecanismos principales de transferencia de calor en una aleta de enfriamiento como las empleadas en un motor de combustión interna. (ver fig. B) ( 3 P )

4. Una superficie de acero inoxidable austenítico, 18%Cr-8%Ni (K = 16.3 W/m°C) de 11.30 pies cuadrados se mantiene a 430 °F pasa aire a 115 °F. El coeficiente de transferencia de calor es 25 W/m2°C. Su espesor es de 5.2 X 10-3 pies y que se pierde por radiación de la superficie metálica 757.42 Btu/h. Hallar a). La transferencia de calor por convección b). La temperatura interior de la superficie metálica. ( 4 Puntos )

5. Dos tuberías paralelas espaciadas 0.50 m se entierran en un suelo de conductividad térmica de 0.5 W/.m.K. Las tubrerías tienen diámetros externos de 100 y 75 mm con temeperaturas superficiales de 175 y 5 °C, respectivamente. Estime la transferencia de calor por unidad de longitud entre las dos tuberías. ( 4 Puntos )

6. Una casa tiene una pared compuesta de madera, aislante de fibra de vidrio y tablero de yeso, (ver fig. C). En un día frío de invierno los coeficientes de transferencia de calor por convección son ho = 60 W/m2K y hi = 30 W/m2K . El área total de la superficie de la pared es 350 m2.a). Determinar una expresión simbólica para la resistencia térmica total de la pared.b). Determinar la pérdida total de calor a través de la pared. ( 4 Puntos )


Asignatura : INGENIERIA METALURGICA IIExamen : Primera Parcial escrita ( Recuperatorio )

1. Supóngase que una persona mantiene que el calor no puede transferirse en el vacio. Qué se puede responder? ( 2 Puntos )

2. Cuál es el orden de magnitud de la conductividad térmica de a). Metales, b). Materiales sólidos aislantes; c). Líquidos; d). gases. ( 2 puntos )

3. Un proceso de transferencia de calor ocurre en más de una dirección, la Ley de Joseft Fourier puede escribirse como q” = - KT .

Haciendo uso de los valores unitarios i; j y k, escriba la Ley de Joseft Fourier en coordenadas cartesianas. ( 2 Puntos )

4. Una tubería de vapor de 0.12 m de diámetro exterior se aisla con una capa de silicato de calcio ( k = 0.069 W/mK). Si el aislante tiene 20 mm de espesor y las superficies interna y externa se mantienen a Ts,1 = 800 K y Ts,2 = 490 K, respectivamente. Cuál es la pérdeda de calor por unidad de longitud ( q’ ) de la tubería? 4 Puntos )

5. Una aleta circular cuyo espesor es de 0.20 cm tiene un radio exterior de 100 mm y uno interior de 60 mm. El material de la aleta tiene una conductividad térmica de 26 Btu/h.pie.°F. La temperatura en la base es igual a 392 °F y el coeficientte promedio de transferencia de calor es igual a 8.81 Btu/h.pie.°F. Calcular el calor disipado por la aleta. ( 4 Puntos )

6. Calcular las temperaturas de los puntos 1, 2, 3 y 4 utilizando el método numérico. ( 6 Puntos )


Examen : Primera Práctica Calificada Asignatura : Ingeniería Metalúrgica II

1.- Expresar el coeficiente de transferencia de calor, 50 W/m2.°C en las siguientes unidades. A)- Btu/h.pie2.°F B)- Kcal/h.m2.°C. ( 5 Puntos )

2.- La pared plana de un horno esta formada por una capa interior de ladrillo refractario de 20 cm de espesor, y otra exterior de ladrillo de cromita de 25 cm de espesor. Determinar la temperatura de la superficie de contacto entre amboos refractarios, si las temperaturas de las caras interna y externa del horno son 800 °C y 100 °C. Los valores de las conductividades ( en Kcal/ m.h. °C) de ambos materiales en función de la temperatura son las siguientes. ( 5 Puntos )

Materiales 0 °C 500 °C 1000 °C

Ladrillo refractario 0,70 0,82 1,00 Ladrillo de cromita 0,74 0,95 1,20

3. Considere una esfera de 1 cm de diámetro a una temperatura de 1000 K, la cual está encerrada dentro de otra esfera de 10 cm de diámetro y a una temperatura de 400 K. Calcular el flujo de calor radiante

disipado por la esfera pequeña hacia la grande. Suponga que ambas esferas se comportan como cuerpos negros. ( 5 Puntos )

1. Una casa de campo tiene una pared compuesta de madera. Aislante de fibra de vidrio y tablero de yeso, como se indica en el esquema. En un día frío de invierno los coeficientes de transferencia de calor por convección son ho = 60 W/m2.K y hi = 30 W/m2.K. El área total de la superficie de la pared es 350 m2. ( 5 Puntos )

a). Determinar una expresión simbólica para la resistencia térmica total de la pared, incluyendo los efectos de convección interior y exterior para las condiciones establecidas.

b). Hallar la pérdida total de calor a través de la pared.


Examen Sustitutorio de INGENIERIA METALURGICA II Parte I.El estudio de Ingeniería Metalúrgica II, esta dividido en Conducción, Convección y Radiación con una conceptualización diferenciada para cada caso de los materiales de ingeniería, como que la conducción tiene que ver con los gradintes de temperatura, complementado con los principios 1° y 2° Leyes de la Termodinámica, al proporcionar leyes experimentales adicionales que se usan para establecer la rapidez de la transferencia de energía; a). con cual ley más se trabaja (1 Punto) ………… y que define ( 2 Puntos):………………………………………………………………………….; b). También realiza el diagrama que muestra la dirección de flujo de calor (3 Puntos)….. y escriba la relación matemática que dice que la energía se ha transferido por conducción y que el flujo de calor por unidad de área es proporcional al gradiente normal de temperatura (2 Puntos): ………………………… c). Con que equipos y/o maquinarias la ingeniería metalúrgica II tiene que ver los diseños, tomando en cuenta el análisis de la transferencia de calor (3Puntos):…………………………………………………………………. d). y hablando como metalurgistas y a solicitud de selección para materiales quirúrgicos que tenga menor conductividad térmica entre el oro y la plata puros; por cual es tu recomendación (2 Puntos):………………………….. e). Los materiales de ingeniería se estudian también como una analogía eléctrica; entonces qué representa la resistencia térmica de un medio en los materiales de conducción (2 Puntos). f). observando una superficie sólida metálica, encontramos resistencias a la convección y a la radiación en forma paralela o en serie (2 Puntos): ……………………. En todo caso, dibuja el esquema representativo que has sustentado (3 Puntos) ………. Parte II.

Parte III.1.- Un ingeniero metalúrgico para un proyecto de lixiviación bastante viscoso se apresta a observar la bibliografía especializada, catálogos, así como realizar diferentes cálculos sobre transferencia de calor. El profesional manifista que el indicado trabajo debe cumplir la función de calentar el indicado fluido con un gasto de masa y hasta una temperatura deseada, para establecer que el cobre que se obtenga con la pureza dentro de las normas que el mercado internacional desea como producto industrial; por lo que se pide examinar los varios factores que debe tomarse para este tipo de fluido y seleccionar el equipo adecuado; por consiguiente, cuales son los factores a tomarse en cuenta para su selección. ( 5 Puntos)

2.- En la relación de transferencia de calor Q = UAsF∆Tml,cf para un intercambiador. A). ¿Cómo la llaman la cantidad F y ∆Tml,cf? (1.5 Puntos). b) ¿Qué representan cada una de ellos? (1.5 Puntos). c).¿Puede ser F mayor que uno; y cuando 1? (1 punto). d). Expresa el valor de U en unidades ínglesas(1 Punto) 3.- La energía calorífica por radiación entre las superficies depende de la orientación de unas en relación con sus alrededores, etc., como de sus propiedades en función de la temperatura y la propia radiación; a). Cómo defines a la energía radiativa F(a)(b)* (1 Punto); b)bajo el mismo principio, ¿Cuándo la relación F(a)(b) = F(b)(a) (1 Punto). Entonces, ¿Cómo se puede determinar el factor de forma F(a)(b) cuando se dispone del factor de forma F(b)(a) y de las áreas superficiales? (1 Punto). d) ¿Cuánto es el valor de factor de forma para superficies metálicas de tipo convexa? (1 Punto). y finalmente, e) ¿Cómo afecta la ropa la ganancia de calor proveniente del sol? (1 Punto). *aleación metálica(a) y aleación metálica (b).

4.- Pregunta de actualidad, que un aspirante estudia la energía y materiales de ingeniería metalúrgica. a)¿Qué es luz visible? (1 Punto); b) en este constecto, su variación en el espectro visible consta de colores a inicio y final de? (1 Punto). c) Así como en la ingeniería médica resulta importante conocer la diferencia de la radiación ultravioleta y la infrarroja entre los seres vivientes en la actualidad, más aún por el calentamiento global (1 Punto). d) frente a este tipo de contaminaciones a la piel, la capa de O3 de la atmósfera, actúa para la tierra como? (1 Punto). Y finalmente; e) ¿a qué se debe que los esquiadores resultan quemados por rayos solares con tanta facilidad? (1 Punto).


Examen Sustitutorio de INGENIERIA METALURGICA II Parte I.

NOMBRE: …………………………………………………………………

El estudio de Ingeniería Metalúrgica II, esta dividido en Conducción, Convección y Radiación con una conceptualización diferenciada para cada caso de los materiales de ingeniería, como que la conducción tiene que ver con los gradintes de temperatura, complementado con los principios 1° y 2° Leyes de la Termodinámica, al proporcionar leyes experimentales adicionales que se usan para establecer la rapidez de la transferencia de energía; a). con cual ley más se trabaja (1 Punto) ………… y que define ( 2 Puntos):………………………………………………………………………….; b). También realiza el diagrama que muestra la dirección de flujo de calor (3 Puntos)….. ………………………y escriba la relación matemática que dice que la energía se ha transferido por conducción y que el flujo de calor por unidad de área es proporcional al gradiente normal de temperatura (2 Puntos): ………………………… c). Con que equipos y/o maquinarias la ingeniería metalúrgica II tiene que ver los diseños, tomando en cuenta el análisis de la transferencia de calor (3Puntos):…………………………………………………………………. d). y hablando como metalurgistas y a solicitud de selección para materiales quirúrgicos que tenga menor conductividad térmica entre el oro y la plata puros; por cual es tu recomendación (2 Puntos):………………………….. e). Los materiales de ingeniería se estudian también como una analogía eléctrica; entonces qué representa la resistencia térmica de un medio en los materiales de conducción (2 Puntos). f). observando una superficie sólida metálica, encontramos resistencias a la convección y a la radiación en forma paralela o en serie (2 Puntos): ……………………. En todo caso, dibuja el esquema representativo que has sustentado (3 Puntos) ……….


Parte III. FECHA:

NOMBRE: ……………………………………………………………………….1.- Un ingeniero metalúrgico para un proyecto de lixiviación bastante viscoso se apresta a observar la bibliografía especializada, catálogos, así como realizar diferentes cálculos sobre transferencia de calor. El profesional manifista que el indicado trabajo debe cumplir la función de calentar el indicado fluido con un gasto de masa y hasta una temperatura deseada, para establecer que el cobre que se obtenga con la pureza dentro de las normas que el mercado internacional desea como producto industrial; por lo que se pide examinar los varios factores que debe

tomarse para este tipo de fluido y seleccionar el equipo adecuado; por consiguiente, cuales son los factores a tomarse en cuenta para su selección. ( 5 Puntos)

2.- En la relación de transferencia de calor Q = UAsF∆Tml,cf para un intercambiador. A). ¿Cómo la llaman la cantidad F y ∆Tml,cf? (1.5 Puntos). b) ¿Qué representan cada una de ellos? (1.5 Puntos). c).¿Puede ser F mayor que uno; y cuando 1? (1 punto). d). Expresa el valor de U en unidades ínglesas(1 Punto)

3.- La energía calorífica por radiación entre las superficies depende de la orientación de unas en relación con sus alrededores, etc., como de sus propiedades en función de la temperatura y la propia radiación; a). Cómo defines a la energía radiativa F(a)(b)* (1 Punto); b)bajo el mismo principio, ¿Cuándo la relación F(a)(b) = F(b)(a) (1 Punto). Entonces, ¿Cómo se puede determinar el factor de forma F(a)(b) cuando se dispone del factor de forma F(b)(a) y de las áreas superficiales? (1 Punto). d) ¿Cuánto es el valor de factor de forma para superficies metálicas de tipo convexa? (1 Punto). y finalmente, e) ¿Cómo afecta la ropa la ganancia de calor proveniente del sol? (1 Punto). *aleación metálica(a) y aleación metálica (b).



Sustitutorio de INGENIERIA METALURGICA II Parte I.1. Explica el proceso de transferencia de calor por conducción. ( 2.5 P )2. ¿ Por qué los metales cambian su color a la vista mientras cambia su temperatura? ( 2..5 P )3. Las superficies interior y exterior de una esfera hueca a r b y r = b se mantienen respectivamente a las temperaturas uniformes T1 y T2. La conductividad térmica varía con la temperatura en la siguiente forma. K = Ko(1 + T + T2 ) , encuentrese una expresión para la tasa de flujo total de calor Q a través de la esfera. ( 5 puntos ) 1. Una aleta circunferencial de aluminio, con 1/8 pulgadas de espesor y ½ pulgada de largo, rodea a un tubo cuyo D.E. es de

1 pulgada y cuya temperatura se manttiene a 500 °F. Si la temperatura ambiente es de 70 °F y el coeficiente convectivo de transferencia de calor es 8 Btu/h.pie2.°F. Calcule el calor disipado por la aleta. (5 P)

2. Una pared de una casa mide 8 pies por 20 pies, no tiene ventanas, y consta de ¼ de pulgada de forro de tela roble y 2 pulgadas de pino blanco. La temperatura interna de la pared es de 70°F y teperatura externa en la pared es de 10°F. Determina la pérdida de calor a través de la pared en Btu/h. ( 5 puntos )

Parte II.1. Defina. ( 5 Puntos )

a). Por qué es importante el número de Reynolds en convección forzada?b). Haga una diferencia entre capa límite hidrodinámica y capa límite térmicac). Cuándo se utiliza el diámetro hidráulico?

d). Cuál es su significado físico del número de Grashof?2. Por un conducto cuya sección transversal es un triángulo equilátero de 1,0 cm de lado, circula amoniaco líquido. La media de la temperatura promedio es 20° C y la temperatura de la pared del conducto es 50° C. El flujo es laminar completamente desarrollado con un número de Reynolds de 1000. Calcular el calor transferido por unidad de longitud de conducto. ( 5 P )

3. Alrededor de una esfera de 3 mm de diámetro circula agua a 6 m/s. La temperatura de la corriente libre es 38° C, y la esfera se mantiene a 93°C. Calcular el flujo de calor. ( 5 P )2. El análisis dimensional ha demostrado que los parámetros siguientes son útiles en la convección forzada:

( 5 Puntos ) xu Cp hx h -------- ------ ---- ------- k k Cpu

Elija y calcule uno de estos parámetros a 373K, para el mercurio. La distancia x es de 30 cm u = 15 m/s y h = 34 w/m2.°C . Entonces cuánto vale Número de Nusselt y Reynolds.

Parte III.1. Defina: a). En qué difiere la radiosidad de una supericie con respecto a la energía emitida? ¿Para qué clases de superficies estas dos cantidades son idénticas? b). Un cuerpo negro c). En qué consiste la rdiación en un medio circundante. d). La radiación ambiental. (6 P )3. Una ventana con un vidrio de 3 mm de espesor transmite el 90% de la radiación entre 0.3 < λ < 3.0 μm y, en esencia, es

opaca para la radiación de otras longitudes de onda. Determine la velocidad de la radiación transmitida a través de una ventana con un vidrio de 200 centímetros de lado, la cual proviene de fuentes de cuerpo negro a 5527ºC ( 5 P )

3. Considere un horno cúbico de 10 ft X 10 ft X 10 ft cuyas superficies superior y laterales se aproximan mucho a superficies negras y cuya superficie base tiene una emisividad Є = 0.7. Las superficies base, superior y laterales del horno se mantienen a temperaturas uniformes de 800 R, 1600 R y 2400 R, respectivamente. Determine la velocidad neta de la transferencia de calor por radiación entre a) las superficies base y laterales y b) las superficies base y superior. Asimismo, determine la velocidad neta de la transferencia de calor por radiación hacia la superficie base. ( 5 P )4. Considere una esfera de color negro de 1 cm de diámetro a una temperatura de 727 °C, el cual está encerrada dentro de otra esfera negra de 0,10 metros de diámetro a una temperatura de 127 °C. Hallar el flujo de calor radiante disipado por la esfera pequeña hacia la grande. ( 4 P)


Sustitutorio de INGENIERIA METALURGICA II Parte I.I). a). Qué es transferencia de calor? ( 2 Puntos ) b). Mediante graficos defina los modos de transferencia de calor ( Conducción – Convección – Radiación) ( 3 Puntos ) c). Qué diferencia existe entre la conductividad térmica de los metales y aleaciones? ( 2 P ) d). Desarrolla una representación de circuito térmico para pared térmica [ ver fig 1 ] ( 3 P ) e). Que importancia tiene el uso de las aletas? ( 2 P )II. Comparar la eficiencia de una aleta de placa longitudinal, L = 0,6 pulg, espesor t = 0,1 pulg para los siguientes materiales de ingeniería: ( a 4 Puntos cada una)a). La aleta es de aluminio ( K = 120 Btu/ h pie °F) y coeficiente de transferencia de calor; 50 Btu/h pie °F.b). La aleta es de acero ( K = 24 Btu/ h pie °F) y coeficiente de transferencia de calor; 90 Btu/h pie °F. Parte II. I. a). Defina la diferencia de convección forzada y libre ( 2 Puntos ) b). Mediante graficos defina los modos de transferencia de calor ( Conducción – Convección – Radiación) ( 3 P) c). Qué determina la capa límite de concentración? ( 2 P ) d). Desarrolla la representación gráfica de capa límite hidrodinámica sobre una placa plana. ( 2 P ) e). Defina el número de Grashof. Y cuál es su significado físico? ( 3 P ) II. Por un conducto, cuya sección transversal es un triángulo equilatero de 10 mm de lado, circula NH4OH líquido. La media de la temperatura promedio es 20 °C y la temperatura de la pared del conducto es 50 °C. El flujo es laminar completamente desarrollado con un número de Reynolds de 1000. Determina el calor transferido por unidad de longitud de conducto. ( 8 puntos ). Parte III.I. a). Cómo es el proceso de intercambio de calor en los inttercambiadores ? ( 2 Puntos )

b). Mediante graficos defina los modos de transferencia de calor ( Conducción – Convección – Radiación) ( 3 P ) c). Qué son las calderas en la industria y de ejemplos de funcionamiento en cusco? ( 2 P ) d). Desarrolla la representación de circuitr térmico para transferencia de calor global [ ver fig 2 ] ( 3 P )

e). Por qué tiene mayor rendimiento un cambiador a contracorriente que uno de flujos paralelos ( 2 P )II. Cierto cambiador de calor de tubos concéntricos de flujo paralelo se usa para enfriar un aceite fuell oil de un sistema industrial. El agua es utilizado como medio de enfriamiento mediante una tubería interna de 2,5 cm de diámetro con flujo 7,2 X 105 g/h, mientras que el flujo de aceite a través del anillo externo es 3,6 X 105 g/h de 4,5 cm de diámetro. Se observa que el agua y el aceite entran a temperaturas de 212 °F y 86 °F respectivamente. Se pide hallar en pies el tamaño longitudinal del tubo si la temperatura de salida del aceite es de 140 °F. ( considerar Cp del agua 4,178 KJ/Kg °K)


Sustitutorio de INGENIERIA METALURGICA II Parte I.I). a). Qué es transferencia de calor? ( 2 Puntos ) b). Con graficos expresa los modos de transferencia de calor por: Conducción; Convección; Radiación) ( 3 Puntos ) c). Qué diferencia existe entre la conductividad térmica de los metales y aleaciones en función con la temperatura? ( 2 P ) d). Desarrolla una representación de circuito térmico para una tubería que circula gas caliente ( 3 P ) e). Que importancia tiene el uso de las aletas? ( 2 P )II. Comparar la eficiencia de aleta de placa longitudinal, L = 0,6 pulg, espesor t = 0,1 pulg para los siguientes materiales de ingeniería: ( 4 Puntos )a). La aleta es de aluminio puro de coeficiente de transferencia de calor; 50 Btu/h pie °F.b). La aleta es de acero al 1% de C y coeficiente de transferencia de calor; 90 Btu/h pie °F.

III. Obténganse las temperaturas de los nodos 1 a 6 y ∆X = ∆Y = 1 cm . Ver figura ( 4 Puntos)Parte II. I. a). Defina la diferencia de convección forzada y libre ( 2 Puntos ) b). Con graficos expresa los modos de transferencia de calor por: Conducción; Convección; Radiación)

( 3 Puntos ) c). Qué determina la capa límite de concentración? ( 2 Puntos ) d). Desarrolla la representación gráfica de capa límite hidrodinámica sobre una placa plana. (2 Puntos ) e). Defina el número de Grashof. Y cuál es su significado físico? ( 3 Puntos ) II. Por un conducto, cuya sección transversal es un triángulo equilatero de 10 mm de lado, circula NH4OH líquido. La media de la temperatura promedio es 20 °C y la temperatura de la pared del conducto es 50 °C. El flujo es laminar completamente desarrollado con un número de Reynolds de 1000. Determina el calor transferido por unidad de longitud de conducto. (4 Puntos ).

III. El coeficiente de transferencia de calor por convección para una persona vestida que está parada con aire en movimiento se expresa como h = 14.8υ0.69 para 0.15 < υ < 1.5 m/s, donde υ es la velocidad del aire. Para una persona con un área superficial del cuerpo de 1.7 m2 y una temperatura superficial promedio de 29 ºC. ¿Cómo es la variación de la velocidad de transferencia de calor de esa persona en aire que sopla y que está a 10 ºC por convección para las siguientes velocidades del aire a 0.5 m/s y 1.5 m/s respectivamente? (4 Puntos)Parte III.I. a). Cómo es el proceso de cambio de calor en los intercambiadores ? ( 2 Puntos ) b). Con graficos expresa los modos de transferencia de calor por: Conducción; Convección; Radiación) ( 3 Puntos )

c).¿Cómo se define un cuerpo negro? ( 3 puntos)d). ¿Por cuales propiedades se caracteriza una radiación electromagnética? (2 Puntos)

e). Por qué tiene mayor rendimiento un cambiador a contracorriente que uno de flujos paralelos ( 2 P )

II. Cierto cambiador de calor de tubos concéntricos de flujo paralelo se usa para enfriar un aceite fuell oil de un sistema industrial. El agua es utilizado como medio de enfriamiento mediante una tubería interna de 2,5 cm de diámetro con flujo 7,2 X 105 g/h, mientras que el flujo de aceite a través del anillo externo es 3,6 X 105 g/h de 4,5 cm de diámetro. Se observa que el

agua y el aceite entran a temperaturas de 212 °F y 86 °F respectivamente. Se pide hallar en pies el tamaño longitudinal del tubo si la temperatura de salida del aceite es de 140 °F. ( considerar Cp del agua 4,178 KJ/Kg °K) ( 4 Puntos) III. Una ventana con un vidrio de 3 mm de espesor transmite el 90% de la radiación entre 0.3 < λ < 3.0 μm y, en esencia, es opaca para la radiación de otras longitudes de onda. Determine la velocidad de la radiación transmitida a través de una ventana con un vidrio de 200 centímetros de lado, la cual proviene de fuentes de cuerpo negro a 5527ºC. (4 Puntos)


Asignatura: ANALISIS INSTRUMENTAL DE MINERALES Fecha: 20/01/11Examen: SUSTITUTORIO SEGUNDO PARCIAL

NOMBRES ………………………………………………………….. CODIGO ……….

I.- Al análisis electroquímico también se le denomina, como el análisis químico electroquímico basado en una amplia variedad de técnicas y fenómenos que tienen lugar dentro de una celda electroquímica, efectuándose: 1) mediciones básicas de: (1 Punto) 2) establece una curvas de valoración mv Vs mL. (1 Punto) ….. 3) haga las observancias distintivas entre el punto de equivalencia y el punto de inflexión; (usa la pregunta 2) (2 Puntos) …… .Otro; son las notaciones abreviadas que se describen para las celdas electroquímicas,

Zn / Zn2+ (0.05M) // Cu2+ (0.05M) / CuPor consiguiente; 4 y 5) dibuja una celda electroquímica para la relación decrita (1 Punto) ….. 6) también se observa el uso de electrodos en medidas potenciométricas en la metalurgia (1 Punto) denominados: 7) por lo que una disolución para medidas potenciométricas, debe estar en su forma oxidada o reducida; caso por ejemplo el hierro; coloca este ión en un vaso(1 Punto) ….. 8) Qué es un agente reductor (1 Punto) en proceso electroquímico, ;y 9) un ánodo es (1 Punto) ;10) así como el electrodo de referencia universal utilizado en todo laboratorio inicialmente es ( 1 Punto): ;11) y finalmente escriba la ecuación de Nernst para la siguiente reacción química (2 puntos): MnO4 + 8H+ +5e- ==== Mn2+ + 4H20

II.- Como parte de la teoría de análisis instrumental de minerales se han tocado en el desarrollo de los diferentes tópicos, referidos a soluciones buffer, reacciones químicas, cromatografía, etc. de modo que el curso es totalmente experimental, pero con una buena base de la teoría fundamental científica que hay que resaltar este hecho y vuestra participación ha sido fundamental. Las interrogantes son: a). De qué reactivos es una disolución tompón a pH 4.01? (1 punto)

b).La metalurgia de soluciones lixiviadas, la mineralurgia de pulpas, etc. necesita conocer analítica y numéricamente. Si el caso es así; en qué rangos se realizarían las mediciones (pon los valores o dibuja) (1 punto) …. c).Otra es, la tecnología cromatográfica que consiste en un conjunto de separaciones de los componentes de una mezcla defenidos por: ……………………. Y ……………………….. (1 Punto); d). que por observación en la práctica, el sistema consta de un soporte tubular (columnas) en décimos de mm para cromatografía: ……………. Hasta unos pocos cm para cromatografía: ……………. (1 Puntos) los cuales encaminan conocer los procesos cromatográficos. e). Qué es un cromatograma? (2 Puntos) ……………………………………………………………………………. Y f). en la ingeniería el HPLC tiene sus áreas de aplicación: como que al ingeniero metalúrgico esta interesado su aplicación en sus áreas de medio ambiente, polímeros, etc. conocer sus componentes imprescindibles. Señala (2 Puntos):


Asignatura: ANALISIS INSTRUMENTAL DE MINERALES Examen: SEGUNDO EXAMEN PARCIALNombre: Código:

I.- DEFINICIONES Y REACCIONES – 10 PUNTOS1.- electroanálisis es una técnica analítica basada en una amplia variedad de técnicas y fenómenos que tienen lugar dentro de una celda electroquímca. Entonces a través de estos procedimientos, se mide: a)- actividad/ concentración b)- haz de luz electromagnética c)- corriente/voltaje d)- resistencia témica e)- fotones posetivos y fotones negativos ( 2 Puntos)

2.- Una sustancia química que tiene una fuerte afinidad por los electrones; tal como el caso de Fe3+, se denomina?: a)- Agente oxidante b)- Agente reductor c)- Agente redox d)- Agente presipitante ( 2 Puntos)

3.- En técnicas de cromatografía se emplean términos correctos. Se pide señalar el concepto que corresponde en cada una. A)- ANALITO = Sustancia que se va a separar / Sustancia que se va analizarB)- CROMATOGRAMA = Equipo que permite una separación sofisticada / Resultado gráfico de la mezcla separadaC)_ ELUCION = Proceso por el cual un analito se suelta de la fase estacionaria a la que estaba unido / Fase móvil que atraviesa la columna en el procesoD)- SOLUTO = Componentes de la muestra que va a ser analizado / Componentes de la muestra que va a ser separado (2 Puntos)

4.- Escriba la reacción iónica neta ajustada para la siguiente reacción. Utilice H+ y/o H2O si es necesario MnO4

2- + H2SO3 ======= Mn2+ + SO42-

5.- ¿Qué es un electrodo indicador metálico en metalurgia? ( 2 Puntos)

II.- ESQUEMAS/FIGURAS – CALCULOS – REACCIONES - 10 PUNTOS

1.- Escriba una notación abriviada de descripción de una celda electroquímica para la figura (2 puntos)

2.- Escriba la expresión de Nernst en su forma oxidada, para las siguientes reacciones de semicelula. ( 3 Puntos)

Cr2O72- + 6e- + 14H+ ======= 2Cr3+ + 7H2O E° = 1.230 Voltios

Fe3+ + 1e- ======= Fe2+ E° = 0.771 Voltios

3.- Diseña la titulación de un análisis redox utilizando un potenciometro [grupo Benito y grupo Rene] para un análisis de hierro. (2 puntos)

4.- En base a las reacciones de titulación potenciometrica del hierro con permanganto potásico (MnO4-); evaluar el estado de

reacción y estado cuantitativo y termodinámico para dicho análisis. Tomando las reacciones: (3 Puntos)

Fe3+ + e- ======== Fe2+ E° = 0.771 Voltios MnO4

- + 8H+ + 5e- ======== Mn2+ + 4H2O E° = 1.510 Voltios


Examen : Tercera Practica Calificada – Recuperatorio por Reglamento de EvaluacionesAsignatura : Ingeniería Metalúrgica IINombre : Código …

1.- Se diseña un horno para operar a una frecuencia de 2.8 X 109 cps. Determina la longitud de onda para el horno en nm y su energía de operación que va alcanzar en calorias (5 Puntos)

2.- Una ventana con un vidrio de 3 mm de espesor transmite 90% de la radiación entre λ = 0.3 y 3.0 µm y, en esencia, es opaca para la radiación de otra longitudes de onda. Determine la velocidad de la radiación transmitida en Watts a través de una ventana con un vidrio de 2 m X 2 m, la cual proviene de fuentes de cuerpo negro a 5 527°C. (5 Puntos)

3.- El agua fría (Cp = 4 180 J/Kg.°C) entra en los tubos de un intercambiador de calor con dos pasos por el casco y 13 pasos por los tubos, a 20°C y a razón de 3 Kg/s, en tanto que el aceite caliente (Cp = 2 200 J/Kg.°C) entra en el casco a 130°C con el mismo gasto de masa. El coeficiente de transferencia de calor total, con base en la superficie exterior del tubo, es de 300 W/m2.°C y el área superficial de transferencia en ese lado es de 20 m2. Determine la velocidad de la transferencia de calor, aplicando a) el método de la LMTD y b) el método de є-NTU. (5 Puntos)

4.- Se va a utilizar un cambiador de calor de doble tubería a contra corriente, para calentar 0.6 Kg/s de agua desde 35 °C hasta 90 °C con una corriente de aceite de 0.9 Kg/s. El aceite tiene un calor específico de 2.1 KJ/Kg.°C y entra al cambiador de calor a una temperatura de 175 °C. El coeficiente global de transferencia de calor es 42 W/m2.°C. Calcúlese el área del cambiador de calor. [Para tablas usa libro Holman]. (5 Puntos)


Examen : Tercer Examen Parcial Asignatura : Ingeniería Metalúrgica IINombre : Código …

1.- Un intercambiador de calor es un aparato que transfiere energía térmica. A)-Desde un tubo inoxidable a alta temperatura hacia un fluido en movimiento. B)- Desde un fluido a alta temperatura hacia un sistema de tubos fijos. C)- Desde un fluido de alta temperatura hacia un fluido a baja temperatura en movimiento. D)- Desde un sistema de flujo en paralelo hacia un sistema de tubos en contraflujo (3 Puntos)

2.- El factor de suciedad que es un parámetro que fija el rendimiento de los intercambiadores de calor, es una medida de: A)- una capa de depósitos extraños. B)- la transferencia de calor. C)- la resistencia térmica. D)- coeficiente global de transferencia de calor. (3 Puntos)

3.- ¿Cuál es la diferencia de disposición de flujo entre flujo paralelo con el contraflujo en tubos doble? (2 Puntos)

4.- ¿Existe un cuerpo negro?. Si el caso es afirmativo. ¿Qué es un cuerpo negro?. (3 Puntos)

5.- En el estudio de variaciones del poder emisor de cuerpo negro, la Ley de Desplazamiento de Wien, nos pemite determinar?. A)- Las velocidades de la temperatura en °C. B)- Los valores de longitud de onda corta. C)- Los valores de la frecuencia de Luz. D)- Los valores de los colores de la luz visible. (3 Puntos)

6.- La relación, Q = UAsFTml,cf para un intercambiador de calor. ¿Cómo se llama la cantidad F y ∆Tml,cf . ¿Qué representan?. ( 3 Puntos)

7.- ¿En qué difiere la radiación de calor de la convección? ( 3 puntos)


Asignatura: ANALISIS INSTRUMENTAL DE MINERALES Fecha: 09/03/2011Examen: SEGUNDA PRACTICA CALIFICADA

1.- Se obtienen las siguientes lecturas de pH para los correspondientes volúmenes de NaOH 0.100N en la titulación potenciométrica de un ácido monobásico débil:

0.00 ml = 2.90 14.00 ml = 6.60 16.00 ml = 10.611.00 ml = 4.00 15.00 ml = 7.04 17.00 ml = 11.302.00 ml = 4.50 15.50 ml = 7.70 18.00 ml = 11.604.00 ml = 5.05 15.60 ml = 8.24 20.00 ml = 11.967.00 ml = 5.47 15.70 ml = 9.43 24.00 ml = 12.3910.00ml = 5.85 15.80 ml = 10.03 28.00 ml = 12.5712.00ml = 6.11

A) Grafíquense estos valores de pH en función del número de mililitros de solución de NaOH.(2 Puntos). B)¿Cuál es el valor del pH en el punto de equivalencia?. (2 Puntos). C) ¿Qué volumen de NaOH corresponde al punto de equivalencia?. (2 Puntos) D) ¿Cuál es la constante de ionización del ácido. (2 Puntos).

2.- Los trabajos analíticos de carácter electroquímicos, representan medidas potenciométricas en milivoltios o unidades de pH con el uso de un equipamiento moderno o en forma manual en un laboratorio en aulas universitarias o en la industria, por lo que requiere un manejo sistemático para que los trabajos sean fiables dentro de las exigencias que la materia prima alcance un valor económico; por lo que es necesario armar con los instrumentos y accesorios necesarios, así como valorar con reactivos químicos estándar y frescos; de modo se pregunta: a) ¿Dibuje haciendo una diferencia entre un analizador para valoraciones potenciométricas de tipo automático y una manual, indicando sus componentes principales? (3 Puntos). b) ¿Ventaja de usar un potenciómetro en valoraciones químicas? (3 Puntos). c) Grafica una valoración potenciométrica aproximada; potencia de electrodo frente a ECS (V) frente a volumen en mL, luego señala el punto final de la valoración con una flecha? (3 Puntos).

3.- Utilizando la grafica o esquema hipotética característica de ingeniería instrumental analítica, realiza una distinción práctica y científica del “árbol de plata” y un “sistema electrolítico”; para ello, se pide: a) dibujar y colocar sus partes (1 Punto). b) Escribir las reacciones químicas balanceadas que ocurren en cada caso. (2 Puntos).


Asignatura: ANALISIS INSTRUMENTAL DE MINERALES Fecha: 12/01/2012Examen: SEGUNDA PRACTICA CALIFICADANombre: Código:

1.- 1.- Explica los pasos para calibrar un potenciómetro del laboratorio de análisis instrumental de minerales a pH 4.01, indicando el color de buffer utilizado en la práctica. (5 Puntos)

2.- ¿Qué cambio ocurrirá en el resultado de pH?. Si a 100 ml de una solución que es 0.2 N en NaC2H3O2 y 0.2N en HC2H3O2 se agrega 2 ml de una solución 1.0 N de HCl. Suponer que el volumen final es 100 ml y el valor del constante de ionización de ácido acético es 1.85 x 10-5. (5 Puntos)

3.- En trabajo experiemntal de laboratorio. A 20 ml de NH4OH 0.5N se diluyen con agua destilada hasta obtener 100 ml y la solución resultante se titula con HCl 0.50 N. Halla el valor de pH, a)- al inicio; b)- cuando se han agregado 8.0 ml de HCl; c)- en el punto de equivalencia (cuando se han agregado 20 ml de HCl); d)- cuando se han agregado 30 ml de HCl; e)- en forma general muestre el punto de inflexión, luego de efectuar la gráfica. Considerar la constante de ionización del hidróxido de amonio 1.75 x 10-5. ( 10 Puntos)


Asignatura: ANALISIS INSTRUMENTAL DE MINERALES Fecha: 12/01/2012Examen: SEGUNDA PRACTICA CALIFICADANombre: Código:

1.- Explica los pasos para calibrar un potenciómetro del laboratorio de análisis instrumental de minerales a pH 9.01, indicando el color de buffer utilizado en la práctica. (5 Puntos)

2.- ¿Qué cambio ocurrirá en el resultado de pH?. Si a 100 ml de una solución que es 0.2 N en NaC2H3O2 y 0.2N en HC2H3O2 se agrega 2 ml de una solución 1.0 N de HCl. Suponer que el volumen final es 100 ml y el valor del constante de ionización de ácido acético es 1.85 x 10-5. (5 Puntos)

3.- En trabajo experiemntal de laboratorio. A 20 ml de HC2H3O2 0.5N se diluyen con agua destilada hasta obtener 100 ml y la solución resultante se titula con NaOH 0.50 N. Halla el valor de pH, a)- al inicio; b)- cuando se han agregado 8.0 ml de NaOH; c)- en el punto de equivalencia (cuando se han agregado 20 ml de HCl); d)- cuando se han agregado 30 ml de NaOH; e)- en forma general muestre el punto de inflexión, luego de efectuar la gráfica. Considerar la constante de ionización del ácido débil 1.86 x 10-5. ( 10 Puntos)


Asignatura: Ingeniería Metalúrgica II Fecha:……………PRIMER EXAMEN PARCIAL

NOMBRES …………………………………………….. ……CODIGO ……….

1.- ¿Qué es transferencia de calor en Ingeniería Metalurgica? (3 Puntos)

2.- La energía transferida por flujo de calor no puede medirse directamente, pero el concepto tiene significado físico por que esta relacionado con una cantiad medible, llamado. A). Termodinamica B). Calor C). Temperatura D). Energía interna de la termodinámica. (2 Puntos)

3.- La transferencia de calor combinado que se lleva a cabo en forma paralela en hornos, en tratamientos térmicos metalúrgicos, en combustión interna de motores, etc. , se lleva a cabo por: A). Conducción – radiación B). Conducción – Convección C). Convección – radiación D). Conducción – Convección – Radiación. (2 Puntos)

4.- ¿Qué significado físico y termodinámico tiene la ecuación de Fourier? (3 Puntos)

5.- Como estudiante de Ingeniería Metalúrgica. ¿Conoces al diamante y al oro puro? (Si ). (No). Entonces. ¿Cuál de los mencionados tiene menor conductividad térmica? (2 Puntos)

6.- Es bien conocido en ingeniería que una placa de metal caliente se enfriará más rápidamente cuando se coloca delante de un ventilador que cuando se expone al aire en calma. Se dice que el calor se ha cedido hacia (A) fuera de la placa. Hacia (B) dentro de la placa. Por consiguiente al proceso se llama transferencia de calor por: (1) conducción (2) convección (3) radiación? (3 P)

7.- Escriba 50 unidades de coeficiente de transferencia de calor por convección en SI y 30 unidades de coeficiente de transferencia de calor por convección en Ingles Británico. (2 Puntos)

8.- El objetivo de calcular la transferncia de calor bidimensional por método gráfico a través de los cuadrados curvilíneos, consiste en encontrar: (A) Isotermas y líneas de flujo de masa, (B) Isotermas y líneas de flujo térmico, (C) Isotermas y líneas de flujo de calor, (D) Isotermas y líneas de flujo isobárico. ( 3 P )


Asignatura: Ingeniería Metalúrgica II Fecha:……………PRIMER EXAMEN PARCIAL

NOMBRES …………………………………………….. ……CODIGO ……….

1.- ¿Qué es transferencia de calor? (3 Puntos)

2.- La energía transferida por flujo de calor no puede medirse directamente, pero el concepto tiene significado físico por que esta relacionado con una cantiad medible, llamado. A). Termodinamica B). Calor C). Temperatura D). Primer principio de la termodinámica. (2 Puntos)

3.- La transferencia de calor combinado que se lleva a cabo en forma paralela en hornos, en tratamientos térmicos metalúrgicos, en combustión interna de motores, etc. , se lleva a cabo por: A). Conducción – radiación B). Conducción – Convección C). Convección – radiación D). Conducción – Convección – Radiación. (2 Puntos)

4.- ¿Qué significado físico y termodinámico tiene la ecuación de Fourier? (3 Puntos)

5.- Como estudiante de Ingeniería Metalúrgica. ¿Conoces al diamante y al acero al carbono? (Si ). (No). Entonces. ¿Cuál de los mencionados tiene menor conductividad térmica? (2 Puntos)

6.- Es bien conocido en ingeniería que una placa de metal caliente se enfriará más rápidamente cuando se coloca delante de un ventilador que cuando se expone al aire en calma. Se dice que el calor se ha cedido hacia (A) fuera de la placa. Hacia (B) dentro de la placa. Por consiguiente al proceso se llama transferencia de calor por: (1) conducción (2) convección (3) radiación? (3 P)

7.- Escriba 50 unidades de coeficiente de transferencia de calor por convección en SI y 30 unidades de coeficiente de transferencia de calor por convección en Ingles Británico. (2 Puntos)

8.- Al examinar la Ley de calentamiento de Fourier de la conducción de calor. Dentro de la categoría de los sitemas unidimensionales, se pueden encontrar varias formas físicas distintas, tales como: los sitemas cilíndricos y esféricos, son unidimensionales cuando. (A) el calor fluje en dirección radial de acuerdo a segundo principio de la termodinámica hacia afuera. (B) la energía interna es de carácter transitorio unidimensional con tempertaura interior y exterior. (C) la temperatura en el cuerpo es sólo función de la distancia radial, e independiente de la distancia axial. (D) el calor producido es de conducción y convección dentro del sitemas de un ángulo azimutal. (3 Puntos)


Examen : TERCERA PARCIAL Asignatura : INGENIERIA METALURGICA II

1.- Un ingeniero metalúrgico para un proyecto de lixiviación bastante viscoso se apresta a observar la bibliografía especializada, catálogos, así como realizar diferentes cálculos sobre transferencia de calor. El profesional manifista que el indicado trabajo debe cumplir la función de calentar el indicado fluido con un gasto de masa y hasta una temperatura deseada, para establecer que el cobre que se obtenga con la pureza dentro de las normas que el mercado internacional desea como producto industrial; por lo que se pide examinar los varios factores que debe tomarse para este tipo de fluido y seleccionar el equipo adecuado; por consiguiente, cuales son los factores a tomarse en cuenta para su selección. ( 5 Puntos)

2.- En la relación de transferencia de calor Q = UAsF∆Tml,cf para un intercambiador. ¿cómo la llaman la cantidad F y ∆Tml,cf?. ¿Qué representan?. ¿Puede ser F mayor que uno; y cuando 1?. ( 5 Puntos)

3.- ¿Cuál es el método de las cuerdas cruzadas?. ¿Para cuales clases de configuraciones geométricas es aplicable el médoto de las cuerdas cruzadas?. ¿ En la ingeniería metalúrgica tiene su aplicación? ( 5 Puntos)

4.- En el estudio de energía y materiales de ingeniería metalúrgica II. ¿Existe un cuerpo negro?. Entonces, haga una distinción de dos cuerpos idénticos, uno a 1000°K y el otro a 1500°K. ¿Cuál de los dos cuerpos emite más radiación en la región de las longitudes de onda más cortas?. ¿Cuáles de los dos cuerpos emite más radiación a una longitud de onda de 20 m?. ( 5 puntos)


Asignatura: INGENIERIA METALURGICA II Fecha:

NOMBRES ………………………………………………………….. CODIGO ……….

1. El cuerpo negro que se denota mediante el subíndice b en el campo de la transferencia de calor e importante para el metalúrgico es: a) Cuerpo emisor e incidente b) Cuerpo emisor y transmitido c) Cuerpo emisor y absorbente d) Cuerpo emisor y especular e) Ninguno

2. La Ley de Wien representa el lugar geométrico de la λ que corresponde a: a) Emisión pico de un cuerpo negro b) Transmisión pico de un cuerpo transpaente c) Irradiación pico de un cuerpo negro d) Emisión y absorción pico de un cuerpo real metálico e) La β, ρ, τ pico juntas.

3. La radiación electromagnética viene a ser corrientes combinadas que dan lugar a: a) Campos eléctricos y radiativos b) Campos eléctricos y magnéticos c) Campos eléctricos y electrostáticos d) Campo eléctrico y térmico e) Ninguno de los anteriores

4. Transferencia de calor por radiación en materiales, de ingeniería metalúrgica se presentan el ángulo de incidencia que es igual al ángulo de reflexión; se denomina a este fenómeno: a) a la reflexión se la llama difusa b) a la reflexión se la llama incidente c) a la reflexión se la llama reflectancia d) a la reflexión se la llama especular e) a la reflexión se la llama cavidad negra

5. ¿Cuáles son los mecanismos de la transferencia de calor?.¿Cómo se distingue la radiación con los otros definidos?

6. ¿Cuál es la propagación energética para un espectro mínimo de la radiación de la luz visible? a) 1.9748X10-22 KJ b) 2.6150X10-22 KJ c) 3.7115X10-22 KJ d) 4.9687X10-22 KJ e) 5.9748X10-22 KJ

7. Calcule la potencia emisiva de un cuerpo negro a una temperatura de 1500 °F 8. Una superficie negra está a 800 °C. Calcúlese la fracción de la energía total emitido en el espectro infrarrojo que varía entre 2 y 3 μm

Puntaje: 2- 2 – 2 – 2 – 2 – 3.5 – 3.5 – 3 = Total 20 puntosUNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN ANTONIO ABAD DEL CUSCO CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA METALURGICA

Asignatura: INGENIERIA METALURGICA II Fecha:

NOMBRES ………………………………………………………….. CODIGO ……….

1. El cuerpo negro que se denota mediante el subíndice b en el campo de la transferencia de calor e importante para el metalúrgico es: a) Cuerpo emisor e incidente b) Cuerpo emisor y transmitido c) Cuerpo emisor y absorbente d) Cuerpo emisor y especular e) Ninguno

2. La Ley de Wien representa el lugar geométrico de la λ que corresponde a: a) Emisión pico de un cuerpo negro b) Transmisión pico de un cuerpo transpaente c) Irradiación pico de un cuerpo negro d) Emisión y absorción pico de un cuerpo real metálico e) La β, ρ, τ pico juntas.

3. La radiación electromagnética viene a ser corrientes combinadas que dan lugar a: a) Campos eléctricos y radiativos b) Campos eléctricos y magnéticos c) Campos eléctricos y electrostáticos d) Campo eléctrico y térmico e) Ninguno de los anteriores

4. Transferencia de calor por radiación en materiales, de ingeniería metalúrgica se presentan el ángulo de incidencia que es igual al ángulo de reflexión; se denomina a este fenómeno: a) a la reflexión se la llama difusa b) a la reflexión se la llama incidente c) a la reflexión se la llama reflectancia d) a la reflexión se la llama especular e) a la reflexión se la llama cavidad negra

5. ¿Cuáles son los mecanismos de la transferencia de calor?.¿Cómo se distingue la radiación con los otros definidos?

6. ¿Cuál es la propagación energética para un espectro mínimo de la radiación de la luz visible? a) 1.9748X10-22 KJ b) 2.6150X10-22 KJ c) 3.7115X10-22 KJ d) 4.9687X10-22 KJ e) 5.9748X10-22 KJ

7. Habla del sistema de intercambio de calor en ESSALUD 8. Una superficie negra está a 800 °C. Calcúlese la fracción de la energía total emitido en el espectro infrarrojo que varía entre 2 y 3 μm

9.- Cuánta significancia tiene el factor incrustación en procesos de calentamiento de agua?

10.- Un intercambiador funcionando con un paso por la coraza y dos pasos por los tubos calienta 2.52 Kg/s de agua desde 21.1 hasta 54.4°C, usando agua caliente a presión que entra a 115.6 y sale a 48.9°C. El área de la superficie externa de los tubos del intercambiador es A = 9.30 m2. Calcule la media de las diferencias de temperatura (DMLT) en el intercambiador. 2 PUNTOS POR PREGUNTA.UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN ANTONIO ABAD DEL CUSCO CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA METALURGICA

Asignatura: ANALISIS INSTRUMENTAL DE MINERALES Fecha: 11/04/2011Examen: SEGUNDO EXAMEN PARCIAL

NOMBRES ………………………………………………………….. CODIGO ……….

I.- Al análisis electroquímico también se le denomina, como el análisis químico electroquímico basado en una amplia variedad de técnicas y fenómenos que tienen lugar dentro de una celda electroquímica, efectuándose: 1) mediciones básicas de (1 Punto): 2) curvas de valoración de (1 Punto): 3) observancias distintivas entre el punto de equivalencia o final y el punto de inflexión; cuyas figuras distintivas son (2 Puntos): (dibuja)…… (:) como notaciones abreviadas para describir las celdas electroquímicas,

Pb / Pb2+ (0.05M) // Ag+ (0.05M) / AgPor consiguiente; 4) una sóla línea vertical es (1/2 Punto): 5) la línea vertical doble es (1/2 Punto): 6) también se observa el uso de electrodos (1 Punto) denominados: 7) por lo que una disolución para medidas potenciométricas, debe estar en su forma oxidada o reducida; caso por ejemplo el hierro; coloca este ión(1 Punto) 8) Qué es un agente reductor (1 Punto) en proceso electroquímico, ;y 9) un ánodo es (1 Punto) ;10) así como el electrodo de referencia universal utilizado en todo laboratorio inicialmente es ( 1 Punto): ;11) y finalmente escriba la ecuación de Nernst para la siguiente reacción química (2 puntos): MnO4 + 8H+ +5e- ==== Mn2+ + 4H20II.- Como parte de la teoría de análisis instrumental de minerales se han tocado en el desarrollo de los diferentes tópicos, referidos a soluciones buffer, reacciones químicas, cálculos, etc. de modo que el curso es totalmente experimental, pero con una buena base de la teoría fundamental científica que hay resaltar este hecho y vuestra participación ha sido fundamental. Las interrogantes son: a). Qué es solución tompón? (1 punto)

b).Qué es analizar un mineral instrumentalmente? (1 punto) c). suponiendo que todas las celdas se encuentran a 25°C; balancea la siguiente reacción en medio ácido: (2 puntos)Cr2O7

2- + Fe2+ ====== Cr3+ + Fe3+

d).Identifica el agente oxidante y el agente reductor del lado izquierdo de la reacción siguiente, en todo caso debes ajustar para mejor evaluar y establecer cada una de los valores químicos identificados para su respuesta ( 2 Puntos). HNO3 + MnO4

- ====== NO3- + Mn2+

e).Y finalmente, calcula el potencial de un electrodo de platino sumergido en una solución que es: 0.0750M en Sn(SO4)2 y 2.5 x 10-3M en SnSO4 (2 Puntos). Potencial estándar para la reacción: E° = 0.154 voltios.


Asignatura: ANALISIS INSTRUMENTAL DE MINERALES Fecha: 16/01/2012Examen: SEGUNDO EXAMEN PARCIAL

NOMBRES ………………………………………………………….. CODIGO ……….

I.- Al análisis electroquímico también se le denomina, como el análisis químico electroquímico basado en una amplia variedad de técnicas y fenómenos que tienen lugar dentro de una celda electroquímica,

efectuándose: 1) mediciones básicas de (1 Punto): 2) curvas de valoración de (1 Punto): 3) observancias distintivas entre el punto de equivalencia o final y el punto de inflexión; ésta figura distintivas son (2 Puntos): (dibuja y señala)…… (:) como notaciones abreviadas para describir las celdas electroquímicas,

Pb / Pb2+ (0.05M) // Ag+ (0.05M) / AgPor consiguiente; 4) una sóla línea vertical es (1/2 Punto): 5) la doble línea vertical es (1/2 Punto): 6) también se observa el uso de electrodos (1 Punto) denominados: 7) por lo que una disolución para medidas potenciométricas, debe estar en su forma oxidada o reducida; caso por ejemplo el hierro; coloca este ión(1 Punto) 8) Qué es un agente reductor (1 Punto) en proceso electroquímico, ;y 9) un ánodo es (1 Punto) ;10) así como el electrodo de referencia universal utilizado en todo laboratorio inicialmente es ( 1 Punto): ;11) y finalmente escriba la ecuación de Nernst para la siguiente reacción química (2 puntos): MnO4 + 8H+ +5e- ==== Mn2+ + 4H20

II.- Como parte de la teoría de análisis instrumental de minerales se han tocado en el desarrollo de los diferentes tópicos, referidos a soluciones buffer, reacciones químicas, cromatografía, etc. de modo que el curso es totalmente experimental, pero con una buena base de la teoría fundamental científica que hay que resaltar este hecho y vuestra participación ha sido fundamental. Las interrogantes son: a). De qué reactivos es una disolución tompón a pH 4.01? (1 punto)

b).La metalurgia de soluciones lixiviadas, la mineralurgia de pulpas, etc. necesita conocer analítica y numéricamente. Si el caso es así; en qué rangos se realizarían las mediciones (pon los valores o dibuja) (1 punto) …. c).Otra es, la tecnología cromatográfica que consiste en un conjunto de separaciones de los componentes de una mezcla defenidos por: ……………………. Y ……………………….. (1 Punto); d). que por observación en la práctica, el sistema consta de un soporte tubular (columnas) en décimos de mm para cromatografía: ……………. Hasta unos pocos cm para cromatografía: ……………. (1 Puntos) los cuales encaminan conocer los procesos cromatográficos. e). Qué es un cromatograma? (2 Puntos) ……………………………………………………………………………. Y f). en la ingeniería el HPLC tiene sus áreas de aplicación: como que al ingeniero metalúrgico esta interesado su aplicación en sus áreas de medio ambiente, polímeros, etc. conocer sus componentes imprescindibles. Señala (2 Puntos):


Examen : Primer examen parcial Asignatura : Ingeniería Metalúrgica IINombre : Código …

1. La metalurgia como ingeniería tiene que ver mucho con la ciencia de la transferencia de calor (conducción de calor) que predice el intercambio de energía entre diferentes cuerpos materiales a través de la gradiente de temperatura, así como la termodinámica trata de sistemas en equilibrio, la física y la matemática herramientas importantes en este estudio. Entonces la pregunta. ¿Qué fenómenos termodinámicos, físicos, químicos, matemáticos y de transferencia de calor ocurrirán en el enfriamiento de una barra de acero caliente que es introducido en una cubeta con agua fría? (5 Puntos)

2. La transferencia de calor para una barra de acero caliente, desde un punto de vista de la ingeniería metalúrgica. ¿Es una cantidad escalar o vectorial? Explique y coloca un ejemplo de tu sustento. (5 Puntos).

3. Considere un medio en el cual se da la formulación en diferencias finitas de un nodo de interior general en su forma más simple; como: (5 Puntos)

Tm,n = (Tm-1,n + Tm,n+1 + Tm+1,n + Tm,n-1)/4

a).- ¿La transferencia de calor en este medio es en estado estacionario o en régimen transitorio?b).- ¿La transferencia de calor es unidimensional, bidimensional o tridimensional?c).- ¿Hay generación de calor en el medio?d).- ¿El espaciamiento nodal es constante o variable?e).- ¿La conductividad térmica del medio es constante o variable?

4. ¿Cuántos mecanismos de transferencia de calor son utilizados en la ingeniería?. ¿Defina el de

mayor importancia para el metalúrgico?. ¿Cuáles son las unidades de manejo para los materiales aislantes?. ¿En qué unidades inglesas se maneja el coeficiente de transferencia de calor?. ¿La transferencia de calor es energía en movimiento? Si o No


Examen : Primera practica calificada Asignatura : Ingeniería Metalúrgica IINombre : Código …

1.- Convertir el coeficiente de transferencia de calor, h = 50.01 W/m2.°C en unidades Inglesas. (5 Puntos)

2.- Considere la transferencia de calor bidimensional en estado estacionario en una barra sólida larga cuya sección transversal se da en la figura. Las temperaturas medias en puntos seleccionados de las superficies exteriores son como se muestran. La conductividad térmica del cuerpo es K = 20 /m.°C y no hay generación de calor. Mediante el método de las diferencias finitas con un tamaño de malla de ∆x = ∆y = 1.0 cm; determine las temperaturas en los puntos indicados en el medio. (5 Puntos)

3.- Una de las caras de una placa de cobre (conductividad térmica para la placa de cobre a 250°C es 370 W/m.°C) frente al horno de fundición de 3 cm de espesor se mantiene a 932°F y la otra presenta 257°F. ¿Qué cantidad de calor se transfiere a través de la mencionada placa? (5 Puntos)

4.- Una bola de acero al manganeso es una esfera compacta para la molienda de mineral, de 5.5 cm de diámetro cuyas propiedades son muy aproximadamente K = 0.6 W/m.°C y α = 0.14 x 10-6 m2/s. Las

bolas de acero conjuntamente que el mineral se hacen rodar en el molino. Para el cálculo sólo tome una de ellas que se encuentra al principio a una temperatura uniforme de 8°C, luego de una operación de trabajo constante la pulpa se encuentra a una temperatura de 97 °C y se toma la bola. Si el coeficiente de transferencia de calor por convección es h = 1 400 W/m2.°C. Determine cuánto tiempo pasará para que el centro de la bola de acero llegue a 70 °C. (5 Puntos)


Examen : SUSTITUTORIO. Asignatura : ANALISIS QUIMICO DE MINERALES Y METALESI PARTEa). En el análisis gravimétrico con frecuencia a procede a: ( 2 P )b). Diga, qué y cómo se calibra un instrumento para análisis gravimétrico. ( 3 P )c). Por método gravimétrico se analizó, el %Cl = 23,02 ; 23,41 ; 23,15 y 23,12. Se pide hallar la desvviación promedio y desviación estándar. ( 4 P )d). Qué es un coloide. ( 2 P )e). Explica el significado de coloide liofílico. ( 2 P )f). Calcule el factor gravimétrico para convertir Cu3(AsO3)2.2As2O3.Cu(C2H3O2)2 en As2O3. ( 3 P )g). Se analizó el contenido de fósforo de un fertilizante de superfosfatos, Por el análisis se encontró que una muestra de 0,5414 g dio 0,1277 g de Mg2P2O7. Cuál era el porcentaje de P2O5 en el fertilizante?. ( 4 P ). SEGUNDA PARTE1. Defina:

Volumetría ( 2 Puntos ) Tipo Primario ( 2 Puntos ) Punto Estequiométrico ( 2 Puntos ) En que consiste una reacción de complejación. ( 2 Puntos ) De qué manera la química analítica le sirve al ingeniero metalúrgico? ( 2 Puntos )

2. Estudiantes de AMM-II, toman 500mg de pirita, finamente pulverizado y realizan el ataque químico con reactivos minerales redox , indicador y de valoración. Pero antes organiza las siguientes operaciones:

Primero: Se prepara 500ml de solución de K2Cr2O7.Segundo: Se usa 0.15g de Fe electrolítico para valorar el dicromato potásico, cuyo gasto es de 41.50 ml. Se pide calcular: a)- Peso molecular del dicromato potásico, b)- Peso en gramos del dicromato potásico necesario para preparar una solución 0.10N, c)- La normalidad valorada con 99.999% de Fe electrolítico, d)- El porcentaje de hierro total, si en el proceso se gastarón 21.35 ml de solución valorada, e)- Escribir la reacción de oxidación y reducción del proceso.TERCERA PARTE3. Defina:

* Fotocolorimetría ( 2 Puntos ) Curva de calibrado ( 2 Puntos ) Esquemáticamente un haz de radiación ( 2 Punttos ) Absortividad molar ( 2 Puntos ) Métodos de análisis óptica ( 2 Puntos )

4. Estudiantes de AMM-II, toman un acero tipo que contiene 0.755% de Mn, una muestra 1 que pesa 0.1558g produce 500 ml de una solución de permanganato (solución 1) cuya absorbancia es 0.215. La muestra 2 de estte acero tipo, con un peso de 0.2131g produjó 500 ml de una solución (solución 2), con una absorbancia de 0.294. Una muestra de un acero problema, con un peso de 0.1998g produjó 500 ml de una solución (solución 3) con una absorbancia de 0.262; se pide calcular:

a). La concentración de Mn en microgramos/ml para solución 1 y 2 , y trazar la curva de valoración, b)- Encontrar la concentración del manganeso problema en microgramos/ml en la solución del acero problema con la curva obtenida, c)- El valor hallado en b comprobar por interpolación el peso de Mn en ppm para la solución en el acero problema, d)- El porcentaje de Mn en el acero problema, e)- La absortividad molar de la solución 2; suponiendo una célula de 1 cm de espesor y un %T de 50.80.


Examen : SUSTITUTORIO. Semetre 2003 - II Asignatura : ANALISIS DE MINERALES Y METALES II

I PARTEa). En el análisis gravimétrico con frecuencia a procede a: ( 2 P )b). Diga, qué y cómo se calibra un instrumento para análisis gravimétrico. ( 3 P )c). Por método gravimétrico se analizó, el %Cl = 23,02 ; 23,41 ; 23,15 y 23,12. Se pide hallar la desvviación promedio y desviación estándar. ( 4 P )d). Qué es un coloide. ( 2 P )e). Explica el significado de coloide liofílico. ( 2 P )f). Calcule el factor gravimétrico para convertir Cu3(AsO3)2.2As2O3.Cu(C2H3O2)2 en As2O3. ( 3 P )g). Se analizó el contenido de fósforo de un fertilizante de superfosfatos, Por el análisis se encontró que una muestra de 0,5414 g dio 0,1277 g de Mg2P2O7. Cuál era el porcentaje de P2O5 en el fertilizante?. ( 4 P ).

II PARTEa). En el análisis Volumétrico con frecuencia a procede a: ( 2 P )b). Diga, qué y cómo se calibra un instrumento para análisis Volumétrico. ( 3 P )c). Por método volumétrico se analizó, el %Cl = 23,02 ; 23,41 ; 23,15 y 23,12. Se pide hallar la desviación promedio y desviación estándar. ( 4 P )d). Qué es una sustancia tipo primario. ( 2 P )e). Cuál es el indicador que se utiliza para valorar KMnO4. ( 2 P )f). Calcular el pH de una solución 0,01N de ácido láctico. La Ka para el ácido es 1,4 X 10-4 ( 3 P )g). Qué porcentaje de cobre existe en un mineral, si al disolverse una muestra de 2,0192 g del mismo, el I2

liberado por el cobre se valora con 43,07 ml de un tiosulfato cuya concentración en cobre es 0,004228?. ( 4 P ).

III PARTEa) Absortividad molar ( 1.5 Puntos )b) En qué vecindades se encuentra el esterecho o luz visible? ( 1.5 Puntos )

a). En el análisis por métodos instrumentales, sus mediciones en qué se basan y cómo se llaman? ( 2 P )b). Diga, qué y cómo se calibra un instrumento para análisis Instrumental ?. ( 3 P )c). Por método Instrumental se analizó, el %Cl = 23,02 ; 23,41 ; 23,15 y 23,12. Se pide hallar la desviación promedio y desviación estándar. ( 4 P )d). Qué define la Ley de Beer. ( 2 P )e). Haga la relación entre la energía radiante y la materia en análisis. ( 2 P )f). Calcular la frecuencia de energía de radiación, cuya longitud de onda es 5 000 A° ( 3 P )g). 1). Qué porcentaje de la luz incidente a una longitud de onda dada se transmite por un medio que, a esa longitud de onda, tiene absorbancia de 1,176?. 2). Cuál es la absorbancia de una solución que absorbe 2/3 de la luz incidente. ( 4 P )


Asignatura : INGENIERIA METALURGICA II Fecha: 07/03/2011Examen : PRACTICA CALIFICADA – TERCERA PARTE

1.- Ingeniería Metalúrgica II es una Asignatura que trata de la ingeniería de materiales y energías, con base termodinámica, la matemática, física, etc. con bibliografía especializada que es la transferencia de calor en conducción, convección y radiación; sin embargo hace emperativo hacer visitas técnicas para conocer de cerca esta especialidad ingenieril en sus diferentes formas de uso en bien de la tecnología aplicativa; por lo que es necesario contestar las siguientes interrogantes en forma clara y breve, sobre la vista a las instalaciones del sistema de calderas el día viernes último. ¿Qué equipos, maquinarias, instrumentos, combustibles de uso, especialidad de importancia has verificado como parte del curso en la vista? (1 Punto). ¿Qué modos primarios de transferencia de calor se realizan principalmente en las diferentes secciones de ingeneiría del IPSS? (1 puntos). ¿Cuál es el tratamiento a que dan a los casos de los factores de incrustación como resultado de la interacción entre los fluidos y el matrial empleado en sus sistemas de trabajo actual para un rendimiento óptimo de los intercambiadores? ( 1 Punto). Los intercambiadores de calor observados por el tipo de construcción y tipo de flujo de fluidos. ¿Cómo se catalogan las carcasa y de cuántos pasos son las tuberías? (1 Punto). En tratamiento de dureza de aguas. ¿Contesta el volumen del fluido tratado para el cumplimiento de los diferentes procesos, los tipos de fluculos que se utilizan, color de tuberías? ( 1 Punto).

2.- El agua fría (Cp = 4 180 J/Kg.°C) entra en los tubos de un intercambiador de calor con dos pasos por el casco y 13 pasos por los tubos, a 20°C y a razón de 3 Kg/s, en tanto que el aceite caliente (Cp = 2 200 J/Kg.°C) entra en el casco a 130°C con el mismo gasto de masa. El coeficiente de transferencia de calor total, con base en la superficie exterior del tubo, es de 300 W/m2.°C y el área superficial de transferencia en ese lado es de 20 m2. Determine la velocidad de la transferencia de calor, aplicando a) el método de la LMTD y b) el método de є-NTU. (5 Puntos).

3.- Determine el factor de visión F12 entre las superficies rectangulares que se muestran en la figura P12-16. ( 5 Puntos)

4.- Una ventana con un vidrio de 3 mm de espesor transmite 90% de la radiación entre λ = 0.3 y 3.0 µm y, en esencia, es opaca para la radiación de otra longitudes de onda. Determine la velocidad de la radiación transmitida en Watts a través de una ventana con un vidrio de 2 m X 2 m, la cual proviene de fuentes de cuerpo negro a 5 527°C. ( 5 Puntos).


Examen Sustitutorio de INGENIERIA METALURGICA II Parte I.El estudio de Ingeniería Metalúrgica II, esta dividido en Conducción, Convección y Radiación con una conceptualización diferenciada para cada caso de los materiales de ingeniería, como que la conducción tiene que ver con los gradintes de temperatura, complementado con los principios 1° y 2° Leyes de la Termodinámica, al proporcionar leyes experimentales adicionales que se usan para establecer la rapidez de la transferencia de energía; a). con cual ley más se trabaja (1 Punto) ………… y que define ( 2 Puntos):………………………………………………………………………….; b). También realiza el diagrama que muestra la dirección de flujo de calor (3 Puntos)….. y escriba la relación matemática que dice que la energía se ha transferido por conducción y que el flujo de calor por unidad de área es proporcional al gradiente normal de temperatura (2 Puntos): ………………………… c). Con que equipos y/o maquinarias la ingeniería metalúrgica II tiene que ver los diseños, tomando en cuenta el análisis de la transferencia de calor (3Puntos):…………………………………………………………………. d). y hablando como metalurgistas y a solicitud de selección para materiales quirúrgicos que tenga menor conductividad térmica entre el oro y la plata puros; por cual es tu recomendación (2 Puntos):………………………….. e). Los materiales de ingeniería se estudian también como una analogía

eléctrica; entonces qué representa la resistencia térmica de un medio en los materiales de conducción (2 Puntos). f). observando una superficie sólida metálica, encontramos resistencias a la convección y a la radiación en forma paralela o en serie (2 Puntos): ……………………. En todo caso, dibuja el esquema representativo que has sustentado (3 Puntos) ………. Parte II.

Parte III.1.- Un ingeniero metalúrgico para un proyecto de lixiviación bastante viscoso se apresta a observar la bibliografía especializada, catálogos, así como realizar diferentes cálculos sobre transferencia de calor. El profesional manifista que el indicado trabajo debe cumplir la función de calentar el indicado fluido con un gasto de masa y hasta una temperatura deseada, para establecer que el cobre que se obtenga con la pureza dentro de las normas que el mercado internacional desea como producto industrial; por lo que se pide examinar los varios factores que debe tomarse para este tipo de fluido y seleccionar el equipo adecuado; por consiguiente, cuales son los factores a tomarse en cuenta para su selección. ( 5 Puntos)

2.- En la relación de transferencia de calor Q = UAsF∆Tml,cf para un intercambiador. A). ¿Cómo la llaman la cantidad F y ∆Tml,cf? (1.5 Puntos). b) ¿Qué representan cada una de ellos? (1.5 Puntos). c).¿Puede ser F mayor que uno; y cuando 1? (1 punto). d). Expresa el valor de U en unidades inglesas(1 Punto) 3.- La energía calorífica por radiación entre las superficies depende de la orientación de unas en relación con sus alrededores, etc., como de sus propiedades en función de la temperatura y la propia radiación; a). Cómo defines a la energía radiativa F(a)(b)* (1 Punto); b)bajo el mismo principio, ¿Cuándo la relación F(a)(b) = F(b)(a) (1 Punto). Entonces, ¿Cómo se puede determinar el factor de forma F(a)(b) cuando se dispone del factor de forma F(b)(a) y de las áreas superficiales? (1 Punto). d) ¿Cuánto es el valor de factor de forma para superficies metálicas de tipo convexa? (1 Punto). y finalmente, e) ¿Cómo afecta la ropa la ganancia de calor proveniente del sol? (1 Punto). *aleación metálica(a) y aleación metálica (b).



Sustitutorio de INGENIERIA METALURGICA II Parte I.1. Explica el proceso de transferencia de calor por conducción. ( 2.5 P )2. ¿ Por qué los metales cambian su color a la vista mientras cambia su temperatura? ( 2..5 P )3. Las superficies interior y exterior de una esfera hueca a r b y r = b se mantienen respectivamente a las temperaturas uniformes T1 y T2. La conductividad térmica varía con la temperatura en la siguiente forma. K = Ko(1 + T + T2 ) , encuentrese una expresión para la tasa de flujo total de calor Q a través de la esfera. ( 5 puntos ) 5. Una aleta circunferencial de aluminio, con 1/8 pulgadas de espesor y ½ pulgada de largo, rodea a un tubo cuyo D.E. es de

1 pulgada y cuya temperatura se manttiene a 500 °F. Si la temperatura ambiente es de 70 °F y el coeficiente convectivo de transferencia de calor es 8 Btu/h.pie2.°F. Calcule el calor disipado por la aleta. (5 P)

6. Una pared de una casa mide 8 pies por 20 pies, no tiene ventanas, y consta de ¼ de pulgada de forro de tela roble y 2 pulgadas de pino blanco. La temperatura interna de la pared es de 70°F y teperatura externa en la pared es de 10°F. Determina la pérdida de calor a través de la pared en Btu/h. ( 5 puntos )

Parte II.1. Defina. ( 5 Puntos )

a). Por qué es importante el número de Reynolds en convección forzada?b). Haga una diferencia entre capa límite hidrodinámica y capa límite térmicac). Cuándo se utiliza el diámetro hidráulico?

d). Cuál es su significado físico del número de Grashof?2. Por un conducto cuya sección transversal es un triángulo equilátero de 1,0 cm de lado, circula amoniaco líquido. La media de la temperatura promedio es 20° C y la temperatura de la pared del conducto es 50° C. El flujo es laminar completamente desarrollado con un número de Reynolds de 1000. Calcular el calor transferido por unidad de longitud de conducto. ( 5 P )3. Alrededor de una esfera de 3 mm de diámetro circula agua a 6 m/s. La temperatura de la corriente libre es 38° C, y la esfera se mantiene a 93°C. Calcular el flujo de calor. ( 5 P )

4. El análisis dimensional ha demostrado que los parámetros siguientes son útiles en la convección forzada: ( 5 Puntos )

xu Cp hx h -------- ------ ---- ------- k k Cpu


Parte III.1. Defina: a). En qué difiere la radiosidad de una supericie con respecto a la energía emitida? ¿Para qué clases de superficies estas dos cantidades son idénticas? b). Un cuerpo negro c). En qué consiste la rdiación en un medio circundante. d). La radiación ambiental. (6 P )5. Una ventana con un vidrio de 3 mm de espesor transmite el 90% de la radiación entre 0.3 < λ < 3.0 μm y, en esencia, es

opaca para la radiación de otras longitudes de onda. Determine la velocidad de la radiación transmitida a través de una ventana con un vidrio de 200 centímetros de lado, la cual proviene de fuentes de cuerpo negro a 5527ºC ( 5 P )

3. Considere un horno cúbico de 10 ft X 10 ft X 10 ft cuyas superficies superior y laterales se aproximan mucho a superficies negras y cuya superficie base tiene una emisividad Є = 0.7. Las superficies base, superior y laterales del horno se mantienen a temperaturas uniformes de 800 R, 1600 R y 2400 R, respectivamente. Determine la velocidad neta de la transferencia de calor por radiación entre a) las superficies base y laterales y b) las superficies base y superior. Asimismo, determine la velocidad neta de la transferencia de calor por radiación hacia la superficie base. ( 5 P )4. Considere una esfera de color negro de 1 cm de diámetro a una temperatura de 727 °C, el cual está encerrada dentro de otra esfera negra de 0,10 metros de diámetro a una temperatura de 127 °C. Hallar el flujo de calor radiante disipado por la esfera pequeña hacia la grande. ( 4 P)


Sustitutorio de INGENIERIA METALURGICA II Parte I.I). a). Qué es transferencia de calor? ( 2 Puntos ) b). Mediante graficos defina los modos de transferencia de calor ( Conducción – Convección – Radiación) ( 3 Puntos ) c). Qué diferencia existe entre la conductividad térmica de los metales y aleaciones? ( 2 P ) d). Desarrolla una representación de circuito térmico para pared térmica [ ver fig 1 ] ( 3 P ) e). Que importancia tiene el uso de las aletas? ( 2 P )II. Comparar la eficiencia de una aleta de placa longitudinal, L = 0,6 pulg, espesor t = 0,1 pulg para los siguientes materiales de ingeniería: ( a 4 Puntos cada una)a). La aleta es de aluminio ( K = 120 Btu/ h pie °F) y coeficiente de transferencia de calor; 50 Btu/h pie °F.b). La aleta es de acero ( K = 24 Btu/ h pie °F) y coeficiente de transferencia de calor; 90 Btu/h pie °F. Parte II. I. a). Defina la diferencia de convección forzada y libre ( 2 Puntos ) b). Mediante graficos defina los modos de transferencia de calor ( Conducción – Convección – Radiación) ( 3 P) c). Qué determina la capa límite de concentración? ( 2 P ) d). Desarrolla la representación gráfica de capa límite hidrodinámica sobre una placa plana. ( 2 P ) e). Defina el número de Grashof. Y cuál es su significado físico? ( 3 P ) II. Por un conducto, cuya sección transversal es un triángulo equilatero de 10 mm de lado, circula NH4OH líquido. La media de la temperatura promedio es 20 °C y la temperatura de la pared del conducto es 50 °C. El flujo es laminar completamente desarrollado con un número de Reynolds de 1000. Determina el calor transferido por unidad de longitud de conducto. ( 8 puntos ). Parte III.I. a). Cómo es el proceso de intercambio de calor en los inttercambiadores ? ( 2 Puntos )

b). Mediante graficos defina los modos de transferencia de calor ( Conducción – Convección – Radiación) ( 3 P ) c). Qué son las calderas en la industria y de ejemplos de funcionamiento en cusco? ( 2 P ) d). Desarrolla la representación de circuitr térmico para transferencia de calor global [ ver fig 2 ] ( 3 P )

e). Por qué tiene mayor rendimiento un cambiador a contracorriente que uno de flujos paralelos ( 2 P )II. Cierto cambiador de calor de tubos concéntricos de flujo paralelo se usa para enfriar un aceite fuell oil de un sistema industrial. El agua es utilizado como medio de enfriamiento mediante una tubería interna de 2,5 cm de diámetro con flujo 7,2 X 105 g/h, mientras que el flujo de aceite a través del anillo externo es 3,6 X 105 g/h de 4,5 cm de diámetro. Se observa que el agua y el aceite entran a temperaturas de 212 °F y 86 °F respectivamente. Se pide hallar en pies el tamaño longitudinal del tubo si la temperatura de salida del aceite es de 140 °F. ( considerar Cp del agua 4,178 KJ/Kg °K)


Sustitutorio de INGENIERIA METALURGICA II Parte I.I). a). Qué es transferencia de calor? ( 2 Puntos ) b). Con graficos expresa los modos de transferencia de calor por: Conducción; Convección; Radiación) ( 3 Puntos ) c). Qué diferencia existe entre la conductividad térmica de los metales y aleaciones en función con la temperatura? ( 2 P ) d). Desarrolla una representación de circuito térmico para una tubería que circula gas caliente ( 3 P ) e). Que importancia tiene el uso de las aletas? ( 2 P )II. Comparar la eficiencia de aleta de placa longitudinal, L = 0,6 pulg, espesor t = 0,1 pulg para los siguientes materiales de ingeniería: ( 4 Puntos )a). La aleta es de aluminio puro de coeficiente de transferencia de calor; 50 Btu/h pie °F.b). La aleta es de acero al 1% de C y coeficiente de transferencia de calor; 90 Btu/h pie °F.

III. Obténganse las temperaturas de los nodos 1 a 6 y ∆X = ∆Y = 1 cm . Ver figura ( 4 Puntos)Parte II. I. a). Defina la diferencia de convección forzada y libre ( 2 Puntos ) b). Con graficos expresa los modos de transferencia de calor por: Conducción; Convección; Radiación)

( 3 Puntos ) c). Qué determina la capa límite de concentración? ( 2 Puntos ) d). Desarrolla la representación gráfica de capa límite hidrodinámica sobre una placa plana. (2 Puntos ) e). Defina el número de Grashof. Y cuál es su significado físico? ( 3 Puntos ) II. Por un conducto, cuya sección transversal es un triángulo equilatero de 10 mm de lado, circula NH4OH líquido. La media de la temperatura promedio es 20 °C y la temperatura de la pared del conducto es 50 °C. El flujo es laminar completamente desarrollado con un número de Reynolds de 1000. Determina el calor transferido por unidad de longitud de conducto. (4 Puntos ).

III. El coeficiente de transferencia de calor por convección para una persona vestida que está parada con aire en movimiento se expresa como h = 14.8υ0.69 para 0.15 < υ < 1.5 m/s, donde υ es la velocidad del aire. Para una persona con un área superficial del cuerpo de 1.7 m2 y una temperatura superficial promedio de 29 ºC. ¿Cómo es la variación de la velocidad de transferencia de calor de esa persona en aire que sopla y que está a 10 ºC por convección para las siguientes velocidades del aire a 0.5 m/s y 1.5 m/s respectivamente? (4 Puntos)Parte III.I. a). Cómo es el proceso de cambio de calor en los intercambiadores ? ( 2 Puntos ) b). Con graficos expresa los modos de transferencia de calor por: Conducción; Convección; Radiación) ( 3 Puntos )

c).¿Cómo se define un cuerpo negro? ( 3 puntos)d). ¿Por cuales propiedades se caracteriza una radiación electromagnética? (2 Puntos)

e). Por qué tiene mayor rendimiento un cambiador a contracorriente que uno de flujos paralelos ( 2 P )

II. Cierto cambiador de calor de tubos concéntricos de flujo paralelo se usa para enfriar un aceite fuell oil de un sistema industrial. El agua es utilizado como medio de enfriamiento mediante una tubería interna de 2,5 cm de diámetro con flujo 7,2 X 105 g/h, mientras que el flujo de aceite a través del anillo externo es 3,6 X 105 g/h de 4,5 cm de diámetro. Se observa que el

agua y el aceite entran a temperaturas de 212 °F y 86 °F respectivamente. Se pide hallar en pies el tamaño longitudinal del tubo si la temperatura de salida del aceite es de 140 °F. ( considerar Cp del agua 4,178 KJ/Kg °K) ( 4 Puntos)

III. Una ventana con un vidrio de 3 mm de espesor transmite el 90% de la radiación entre 0.3 < λ < 3.0 μm y, en esencia, es opaca para la radiación de otras longitudes de onda. Determine la velocidad de la radiación transmitida a través de una ventana con un vidrio de 200 centímetros de lado, la cual proviene de fuentes de cuerpo negro a 5527ºC. (4 Punto


Asignatura: ANALISIS QUIMICO DE MIENRALES Y METALES - Fecha:

NOMBRES ………………………………………………………….. CODIGO ……….

1. ¿Qué magnitudes electroquímicas se relacionan en técnicas analíticas electroanalíticas?

2. En el campo analítico a través de la potenciometría; se cuantifican?: a) La concentración molar de un analito en una disolución b) La concentración de una especie electroactiva en una disolución c) La concentración iónica de un analito en una disolución d) La concentración del cobre en una disolución

7. Esquematiza una valoración potenciométrica; señalando los componentes y su aplicación en la industria minero – metalúrgica.

8. Determine la λ en el vacio que corresponde a un rayo en el espectro visible, para un análisis de cobre por espectrofotómetro de absorción atómica

5. La radiación electromagnética viene a ser corrientes combinadas que dan lugar a: a) Campos eléctricos y radiativos b) Campos eléctricos y magnéticos c) Campos eléctricos y electrostáticos d) Campo eléctrico y térmico

6. A) preparar una curva de calibrado para la determinación del Zn, utilizando los datos tabulados a continuación:

Conc. (ppm) = 1,2; 2,5; 3,7; 5,1; 7,2; 9,8Absorbancia = 0,24; 0,50; 0,71; 0,97; 1,38; 1,82

B). Se analizan tres muestras de Zn obteniéndose unas transmitancias de 90 % ; 65% y 50 % respectivamente, en las mismas condiciones experimentales empleadas en la obtención de la curva de calibrado. ¿ Cuál es la concentración del Zn en cada muestra en miligramos/litro?( Este ejercicio resuelve en hoja adicional o atrás y usa papel milimetrado)

7. En la espectrofotometría de absorción atómica en la dispersión de una solución en forma de aerosol compuesta de gotitas minúsculas y su eficiencia proporciona la población de átomos de analita; a este fenómeno físico se conoce? A) Monocromador B) Nebulizador C) Detector d) L.K.H

8. La escala en la pantalla de enfrente del espectrofotómetro de absorción atómica (del laboratorio metalúrgico) va de cero a 100 % de transmitancia. ¿Cuáles son los valores de absorbancia que corresponden a estos dos extremos de la escala?.


Examen : EXAMEN PARCIAL SEMESTRE 2007 – I Asignatura : ANALISIS DE MINERALES Y METALES II

1. ¿Por qué, en volumetría se dice: “El cuanto de una sustancia desconocida se determina en forma indirecta? (2 Puntos)

2. En química analítica todas las reacciones deben ser de alta velocidad. Entonces ¿Dónde debe terminar?( 2 Puntos)

3.- En la vida práctica del Ingeniero Metalúrgico. En la planta de beneficio de minerales; para ¿qué sirve la solución química estandarizada de HCl?. (2 Puntos)

4. Esquematiza un proceso de valoración de un agente oxidante con un agente reductor. Por ejemplo puede ser el permanganato potásico y la magnetita como mineral que llevamos a análisis químico con todos los reactivos minerales. (2 Puntos)

5. ¿Qué objetivos tiene la construcción de curvas de valoración Acido – Base fuertes?(2 Puntos)

6. En prácticas de laboratorio. A ¿qué llamamos solución “alícuota”? (2 Puntos)

7. Escriba y explica el proceso neto de la reacción principal de la formación de un “árbol de plata”.(2 Puntos)

8. ¿Cuántos mililitros de solución de KOH 0.1421N se requieren para neutralizar 13.72 mililitros de ácido sulfúrico 0.06860M? (2 Puntos)

9. ¿Qué porcentaje de cobre existe en un mineral, si al disolverse una muestra de 2.0192 gr. del mismo, el I2 liberado por el cobre se valora con 43.07 mL de un tiosulfato cuya concentración en cobre es 0.004228?

(2 Puntos)

10. La Ka para el ácido fluorhídrico es 1.7X10-5. Encontrar el pH de una solución que es 0.2N con respecto a NaF y 0.1N con respecto a HF. (2 Puntos)


Examen : SEGUNDO SUSTITUTORIO Asignatura : ANALISIS QUIMICO DE MINERALES Y METALES

NOMBRE: ………………………………………………………….. CODIGO: ……….

1. Indica a qué tipo de reacción de análisis corresponde los siguientes: ( 3 P) NaOH + HCl NaCl + H2O : … 14H+ + 6Fe2+ + Cr2O7

2- 6Fe3+ + 2Cr3+ + 7H2O :.. La calcinación del precipitado CaC2O4(S) : ..

2. Coloca la normalidad de cada uno de las sustancias químicas: ( 3 P ) K2Cr2O7 0.12M como agente oxidante: .. HNO3 0.12M como agente oxidante : …

AgNO3 0.12M como analito : ..

3.- En AQMM existen muchos ácidos y bases orgánicos débiles que reaccionan en el punto estequiométrico cuando están sin disociar y cuando están en forma iónica; a estos se llama. ( 2 P )

Reactivo titulante Reactivo reductor Reactivo indicador Reactivo oxidante Reactivo problema

4. Calcular el valor de E para las siguientes concentraciones de iones [Ce4+] = 10-1 ; [Ce3+] = 104-

Donde E° para el sistema Ce4+; Ce3+ es 1.61 voltios ( 3 P )

5. Los coloides son partículas que tienen carga eléctrica que se repelen una a otra, etc.; cuyo diámetro varía de. ( 2 P )a). 10-4 y 10-8 cm b). 10-5 y 10-7 cm c). 10-4 y 10-7 cm d) 10-2 y 10-7 cm e) 10-3 y 10-6 cm

6. Calcular el pH de: ( 3.5 P ) Una solución 0.2N de NaOH Una solución de 50 mL NaOH 0.2N a la cual se ha agregado 25 mL de HCl 0.2N

7. Una muestra de acero se analizó para determinar su contenido en fosforo. El producto final después de la incineración fue Mg2P2O7. La muestra pesó 2.8416 g y el Mg2P2O7 pesó 0.0108 g. Calcular el porcentaje de fósforo en el acero. ( 3.5 P )a). 1.06% b). 0.106% c). 10.60% d). 0.0106% e). 1.72%


Examen : SEGUNDO PARCIAL Semestre – 2008-IAsignatura : ANALISIS QUIMICO DE MINERALES Y METALES

NOMBRE: ………………………………………………………….. CODIGO: ……….

1. A partir de una porción pesada de alumbre de aluminio y potasio de 0.2690 g. después de un tratamiento correspondiente, se obtuvo 0.2584 g de BaSO4. Calcular el tanto por ciento de AlK(SO4)2.12H2O en la muestra analizada. (4 P) Rta=

2. Un coloide en análisis auímico: ¿Qué representa? ( 3 P ) a) Son partículas cuyo diámetro esta entre 10-8 a 10-10 cm. b) No tiene carga eléctrica c) No se repelen una a la otra d) Se oponen a la coagulación

9. De qué elementos consta un aparato para reacciones analítica de tipo electrolíticas? ( 3 P )

10. Hallar la normalidad de cada una de las soluciones moleculares ( 3 P ) K2Cr2O7 0.12M como agente oxidante. ( 1 P ) Rta = HCl 0.12M ácido. ( 0.5 P ) Rta = AgNO3 0.12M como analito. ( 0.5 P ) Rta = HNO3 0.12M como agente oxidante con NO en los productos.( 1 P ) Rta =

11. Si se valoran 25 mL de HCl 0.09811N hasta el punto de viraje con 24.02 mL de NaOH. ¿Cuál es el pH de esta última solución? ( 4 P )

a) 13.01 b) 0.991 c) 1.34 d) 13.61 e) 12.98

12. Calcular el valor de E para las siguientes concentraciones de iones, estando en la misma solución ambos iones de cada par: [Ce4+] = 10-4 ; [Ce3+] = 102-

Con E° para el sistema Ce4+; Ce3+ de 1.61 voltios ( 3 P )Rta =


Examen: TERCER EXAMEN PARCIAL SEMESTRE 2007 – I Asignatura: ANALISIS DE MINERALES Y METALES II

I). Defínansec) Onda electromagnética ( 1.5 Puntos )d) Qué representa la luz que sale de la muestra? (1.5 Puntos )e) Monocromador ( 1.5 Puntos )f) Graficar: 1). A vs λ; y 2). A vs Concentración de ión metálico, Ambos para análisis por

espectroscopia óptica. ( 1.5 Puntos )g) En la práctica de laboratorio por AAS 1N. ¿Cómo se encontraba el analito antes del supuesto

estímulo? ( 1.5 Puntos )h) Tema libre. ¿En qué se basa la principal aplicación analítica?. También presenta un esquema

aproximado con los componentes básicos. ( 3 Puntos )

II). Resolver1. ¿Cuál es la energía del fotón, en julios, que corresponde a una onda de 60 Hz emitida por una línea

eléctrica? ( 1.5 Puntos )2. Una solución 1.0 X 10-3 M de un colorante (X) muestra una absorbancia de 0.20 a 450 mμ y una absorbancia de 0.05 a 620 mμ, una solución 1,0 X 10-4 M de un colorante (Y) muestra una absorbancia de 0.00 a 450 mμ y una absorbancia de 0.42 a 620 mμ. Calcule la concentración de cada colorante presente en una solución la cual exhibe una absorbancia de 0.38 y 0.71 a 450 y 620 mμ respectivamente. Se usa la misma celda para hacer todas las mediciones. ( 4 Puntos )

3 Se aforan varias soluciones estándar de cobre. Con 1.0 g de cobre elctrolítico se prepara una solución de 1000 ppm. Se colocan en la llama y se mide la absorción; siendo el siguiente los resultados:

Concentración = 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 4,0Absorbancia = 0,045; 0,090; 0,135; 0,180; 0,225; 0,270

Otro grupo prepara la solución problema. Pesan 0.20g de mineral de Tambomachay a malla -200M. Colocan en un vaso precipitado y adicionan 5 mL de HCl, 0.10g de KClO3 y 5 mL de HNO3, se lleva a la plancha a ebullición hasta la sequedad pastosa: Se enfria, y se lava el vidrio reloj y las paredes de vaso con agua y HNO3 al 1 % V/V. Se afora en fíola a 200 mL, se homogeniza para el quemado y la lectura exhibe una absorbancia de 0.165. Se pide calcular el % de Cobre en la muestra. ( 4 Puntos )


Examen: TERCER EXAMEN PARCIAL SEMESTRE 2007 – IIAsignatura: ANALISIS QUIMICO DE MINERALES Y METALES

1. Los métodos de análisis químico instrumental que se basan en interacciones de la radiación se denominan? A) Electromagnética B) Espectroscopia C) Electroquímica D) Cromatografía

(2P)

2. La amplitud de la onda sinusoidal define: A) λ B) c C) ν D) P (2P)

3. Una molécula absorbe radiación de frecuencia 3 X 1014 cps. ¿Cuál es la diferencia de energía en ergios entre los estados moleculares implicados? A) 1.98756 X1012 B) 1.98756 X1010 C) 1.98756 X10-12

D) 1.98756 X10-10 (3P)

4. En la cuantificación espectroscópica, las muestras se estimulan a través del calor, energía eléctrica, etc. ¿Cómo se encuentran los analitos inicialmente y luego finalmente que se experimenta? y además esquematiza. (3 P )

5. En la espectrofotometría de absorción atómica en la dispersión de una solución en forma de aerosol compuesta de gotitas minúsculas y su eficiencia proporciona la población de átomos de analita; a este fenómeno físico se conoce? A) Monocromador B) Nebulizador C) Detector d) L.K.H

( 3 P)

6.A) preparar una curva de calibrado para la determinación del Zn, utilizando los datos tabulados a continuación:

Conc. (ppm) = 1,2; 2,5; 3,7; 5,1; 7,2; 9,8Absorbancia = 0,24; 0,50; 0,71; 0,97; 1,38; 1,82

B). Se analizan tres muestras de Zn obteniéndose unas transmitancias de 90 % ; 65% y 50 % respectivamente, en las mismas condiciones experimentales empleadas en la obtención de la curva de calibrado. ¿ Cuál es la concentración del Zn en cada muestra en miligramos/litro? (5 P )( Este ejercicio resuelve en hoja adicional o atrás y usa papel milimetrado)

7. En qué se basa el análisis de átomos por absorción colorimétrica para los iones metálicos? (2 P)


Examen : PARCIAL Semetre 2004 – I : NOMBRE .................................................... Asignatura : ANALISIS DE MINERALES Y METALES II

6. Elija un tipo primario básico para valorar el NaOH; el cual debe servir para establecer el ácido libre en un proceso de lixiviación metalúrgica. ( 2 P )a) Na2CO3 b) H2C2O4. 2H2O c) CaCO3 d) Na2B4O7. 10H2O

2. Realiza el siguiente trabajo analítico. A) Esquematizar el proceso de neutralización del ácido acético O,1 N con Hidróxido sódico O,1 N; ambas soluciones de 100 ml. [ Al otro lado de la hoja ] ( 2 P ). B) En esta práctica, se utiliza el pHmetro; cuál es la cuantificación analítica inicial para el proceso esquematizado? ( 2 P )a) ácido b) alcalino c) neutro d) ácido-base

3. Escriba la ecuación de Nernst para una titulación redox en su forma reducida por su forma oxidada. ( 2 P ) ............................

4.Relaciona, los siguientes métodos de valoración química. ( 2 P ) Cromatografía gas-gas volumetria de precipitación Absorción atómica volumetria Acido – base PHmetria volumetria redox

HCl – NaOH volumetria óptica Ag – KCN volumetria de complejación Fe – KMnO4 volumetria electroquimica EDTA – Ca Volumetrias especiales

5. Tomar la ecuación que establece el camino óptico en donde la transmitancia disminuye en propagación exponencial en tanto la concentración aumenta aritméticamente. ( 2 P )a) –log T = ab b) log 1/T = ac c) log T = I/Io d) log T = ac

6. Una solución de cierta sustancia coloreada a una concentración de A tiene una transmitancia de 80,0 %. Si la Ley de Beer es aplicable. Cuál sería la transmitancia a una concentración de 3 A ? ( 2 P )

a) 51,2 % b) 63,2 % c) 43,2 % d) 64,2 %

7. Si 38,22 ml de una solución de HCl valoraron exactamente 0,2808 g de tipo primario carbonato sódico puro. A) Cuál es la normalidad de la solución y B) qué volumen de ella se necesitaría para preparar un litro de solución exactamente 0,1000 N de HCl? ( 4 P )

A) a) 0,138 ml-1 b) 0,111 ml-1 c) 0,149 ml-1 d) 0,122 ml-1 B) a) 719,40 ml b) 709,40 ml c) 714,40 ml d) 717,40 ml

8. En el análisis iodométrico para el cobre se procede al ataque químico y valoración con reactivos HCl, HNO3, H2SO4, KI, Na2S2O3, etc. El punto final de la titulación es cuando da el color e indicador?a) ............... ..fenolftaleina b).. ............... Almidon c).. ..............ácido tánico

d)........... .......Defenilamina


Examen : PRIMERA PARCIAL Asignatura : ANALISIS DE MINERALES Y METALES II

1. Defina las siguientes preguntas.a). Análisis cuantitativo. ( 2 P )b). Muestreo. ( 2 P ) c). Diferencia entre precisión y exactitud para un grupo de trabajos analíticos. ( 2 P )d). Ley de Lambert en análisis óptico. ( 2 P )e). Esquematiza, un sistema de análisis de haz simple espectrofométrico. ( 2 P )

2. Los estudiantes de análisis en grupos de cuatro, han analizado una muestra de sal clorurada a través del equipo de absorción atómica; los cálculos arrojaron los siguientes valores: 28,15 % ; 28,02 % ; 28,12 % y 28,41 %. Se pide calcular:a). La mediana . ( 1 P )b). El promedio de la desviación, utilizando la mediana como el valor central. ( 1 P )c). La desviación estandar ( 1 P )

d). Los valores extremos que comprenden el valor real con un nivel de fiabilidad analítica del 95 % ( t = 3,18 ) ( 2 P)

3. Se va analizar una roca de silicato con respecto a su contenido en cromo. La muestra se muele hasta obtener un polvo fino y se pesan 0,500 g para el análisis. A través de un tratamiento adecuado, el material se descompone. El cromo se convierte en Na2CrO4. La solución filtrada se afora a 50,0 ml con H2S04 0,2N adicionando después 2 ml de difenilcarbezida al 0,25 %, reactivo que da un color rojo – violeta con el Cr(VI). Se dispone de una solución de referencia que contiene 15,0 mg de K2Cr207 puro por litro. Una alícuota de 5,0 ml de la solución de referencia se trata con 2 ml de la solución de la difenilcarbazida y se diluye a 50,0 ml con H2SO4 0,2N. Las absorbancias de las dos soluciones finales se determinan con un espectrofotómetro y se encuentra que lee: Solución de referencia 0,354; solución problema 0,272. ¿ Cuál es la cantidad de cromo que hay en la roca, expresada en % de Cr203% ?. ( 5 P )


Examen : SEGUNDA PARCIAL Semetre 2007 – I : Asignatura : INGENIERIA METALURGICA II

1. Escriba la fórmula de transferencia de calor en los siguientes casos: (1 Punto)- Fluido en reposo- Fluido en movimiento

2. La velocidad de transferencia de calor en fluidos entre conducción y convección; es? (1 Punto)3. La transferencia de calor por convección forzada; de ¿qué propiedades depende? (1 Punto)4. En ¿qué consiste el efecto de flotación en flujo de fluidos libres con la forzada? (1.5

Puntos)5. La presencia de qué factores caracteriza la capa límite de velocidad en placa plana? (1.5

Puntos)6. ¿Qué es el diámetro hidráulico?¿Cuándo se utiliza? (2 Puntos)7. Físicamente. ¿Qué representa el número de Grashof? (2 Puntos)

(LOS EJERCICIOS SE RESOLVERAN EN 1 HORA Y 20 MINUTOS)8. El coeficiente de transferencia de calor por convección para una persona vestida que está parada

con aire en movimiento se expresa como h = 14.8υ0.69 para 0.15 < υ < 1.5 m/s, donde υ es la velocidad del aire. Para una persona con un área superficial del cuerpo de 1.7 m2 y una temperatura superficial promedio de 29 ºC. ¿Cómo es la variación de la velocidad de transferencia de calor de esa persona en aire que sopla y que está a 10 ºC por convección para las siguientes velocidades del aire a 0.5 m/s y 1.5 m/s respectivamente?

(2.5 Puntos) 9. Considere un transistor de potencia, montado en una pared, que disipa 0.18 W de potencia en un

medio ambiente a 35 ºC. El transistor tiene 0.45 cm de largo y un diámetro de 0.4 cm. La emisividad de la superficie exterior del transitor es de 0.1 y la temperatura promedio de la superficies circundantes es de 25 ºC. Descartando cualquier transferencia de calor desde la superficie base, determine la temperatura superficial del transistor. Use las propiedades del aire a 100 ºC. (4 Puntos)

10. Por un ducto, cuya sección transversal es un triángulo equilatero de 1.0 cm de lado, circula amoníaco líquido. La media de la temperatura promedio es 20ºC y la temperatura de la pared del conducto es 50 ºC. El flujo es laminar completamente desarrollado con un número de Reynolds de

1000. Calcúlese el calor transferido por unidad de longitud de ducto.(3.5Punto)


Examen : SEGUNDA PARCIAL Semetre 2007 – II : Asignatura : INGENIERIA METALURGICA II

NOMBRE: ………………………………………………………………… CODIGO: …………

Un colector solar de placas planas de 3 X 5 m tiene una placa absorbente que opera a 70ºC. Para reducir las pérdidas de calor, se coloca una cubierte de vidrio a 0.05 m de la placa absorbente. Se estima que su temperatura de operación es de 35ºC. Determine: h – Pr – Qk de la razón de pérdida de calor de la placa absorbente si el borde 3 m se inclima a ángulo de 30º.a). 3.05 – 0.7215 – 1601.3 b) 3.16 – 0.72215 – 1659.2 c). 3.10 – 0.71988 – 1638.1 d). 3.16 – 0.8103 – 1660.9 ( 5 puntos )

¿Cuándo la transferencia de calor a través de un fluido es conducción y cuándo es convección? a). Fluido en reposo – fluido en movimiento b). fluido en movimiento – fluido en reposo c). transferencia de fluido – convección de fluido d). fluido térmica – fluido hidrodinámica. ( 2 Puntos )

El flujo de los aceites de alta viscosidad y a bajas velocidades son de régimen.a). turbulento b). laminar c). transicional d). turbulento – laminar. ( 2 P )

Esquematiza la producción de la capa límite térmica sobre una placa plana. ( 2 P )

En convección externa cuando existe fuertes vientos en la naturaleza. Una placa plana se coloca perpendicular a la dirección del flujo de fluido; la fuerza de resistencia, va depender de. a). alta temperatura b). alta velocidad c). alta presión e). alta velocidad de flujo másico. ( 2 Puntos )

Si el movimiento del fluido sólo se debe a las diferencias de densidad producidas por gradientes de temperatura y no es auxiliado por una bomba, por un ventilador como en los vehículos, etc.. Este mecanismo de transferencia de calor se estudia a través de.a). conducción de fluidos b). convección forzada c). convección libre d). convección combinada forzada y natural. ( 2 Puntos )

La mayoria de los sistemas de captación de la energía de la radiación solar se basan en el efecto invernadero. Entonces se pide esquematizar y colocar todos los fenómenos de transferencia de calor que ocurren al interior y exterior del mencionado colector solar plano sistematizado en la práctica. ( 2 Puntos )

Haga una comparación de la longitud de entrada por el flujo de aire, tomando en consideración que la razón de flujo para este fluido es 50 cm3/s a través de un tubo cuyo DI es de 10 mm a las siguientes temperaturas 200ºC y -70ºC. a). 0.79 m – 2.1 m b). 0.39 m – 1.1 m c). 0.69 m – 3.1. m d). 0.49 m – 1.1 m ( 3 Puntos )


Examen : SEGUNDA PARCIAL Semetre 2008 – I: Asignatura : INGENIERIA METALURGICA II

NOMBRE: ………………………………………………………………… CODIGO: …………

1. ¿ Por qué los líquidos suelen transportarse en tubos circulares? ( 2 P )

7. Demuestre que el número de Reynolds para el flujo en un tubo circular de diámetro D se puede

expresar como:

( 3 P )8. ¿Cuándo la transferencia de calor a través de un fluido es conducción y cuando convección?

( 2 P )a) fluido en movimiento – fluido en reposo b) conducción de fluido – convección de fluido c) fluido en reposo – fluido en movimiento d) fluido en hidrodinámica – fluido en térmica

9. Presenta un esquema de producción de la capa límite térmica sobre una plancha plana de acero inoxidable, tomando en consideración todas las propiedades para un líquido incompresible.

( 3 P )5. Si el movimiento del fluido sólo se debe a las diferencias de densidad producidas por gradientes de temperatura y no es auxiliado por una bomba, por un ventilador como en los vehículos, etc. Este mecanismo de transferencia de calor se estudia a través de. ( 2 P )

a). conducción de fluidos b). convección forzada c). convección libre d). convección combinada forzada y natural

6. Haga una comparación de la longitud de entrada por el flujo de aire, tomando en consideración que la razón de flujo para este fluido es 50 Cm3/s a través de un tubo cuyo DI es de 10 mm a las siguientes temperaturas 200ºC y -70ºC. ( 4 P ) a). 0.79 m – 2.1 m b). 0.39 m – 1.1 m c). 0.69 m – 3.1. m d). 0.49 m – 1.1 m

13. El perfil de velocidad en m/s, en el flujo laminar completamente desarrollado en un tubo circular de

radio interior R = 2 cm se da por medio de: . Determinar las velocidades media y

máxima en el tubo y el gasto volumétrico . Ver figura ( 4 P 3 - 4 - 8П b) 2 – 4 - 8П c) 2 – 3 - 8П d) 2 – 3 - П e) 3 – 2 - 8П


Examen : TERCER PARCIAL Semetre 2007 – I : Asignatura : INGENIERIA METALURGICA II

1. Utilizando 02 materiales metalúrgicos como ejemplo. Distíngase entre superficies especulares y difusas. ( 2 Punto)

2. Didújese un intercambiador de calor de doble carcasa y ocho pasos por los tubos (2 Puntos)

3. ¿Qué tipos de trabajos operativos facilitan los intercambiadores de calor? (2 Puntos)

4. ¿Cómo se define en NTU de un intercambiador de calor? y ¿Qué representa? (2 Puntos)

5. ¿Cómo se define un cuerpo negro? (2 Puntos)

6. ¿Por cuales propiedades se caracteriza una radiación electromagnética? (2 Puntos)

(LOS EJERCICIOS SE RESOLVERAN EN 1 HORA Y 20 MINUTOS)7. En un intercambiador de calor, el flujo frio entra a 90ºF y sale a 400ºF, mientras que el flujo

caliente entra a 700ºF y sale a 500ºF. Hallese los valores para DTML y con estos valores determinados; exprésase, cuál flujo representa el mayor valor (cruzado, paralelo, contraflujo, etc.)

( 3 puntos)8. Una ventana con un vidrio de 3 mm de espesor transmite el 90% de la radiación entre 0.3 < λ <

3.0 μm y, en esencia, es opaca para la radiación de otras longitudes de onda. Determine la velocidad de la radiación transmitida a través de una ventana con un vidrio de 200 centímetros de lado, la cual proviene de fuentes de cuerpo negro a 5527ºC.

(3 Puntos) 9. Una superficie negra está a 800ºC. Calcúlese la fracción de la energía total emitida entre 3 < λ < 4

μm ( 2 puntos)


Examen : TERCERA PRACTICA CALIFICADA Asignatura : INGENIERIA METALURGICA II

1. Una placa de vidrio cuadrada de 0.30 metros de lado, se utiliza para ver la radiación de un horno metalúrgico. La transmitancia del vidrio es 0.5 desde 0.2 hasta 3.5 m y 0.8 por encima de este valor. La transmitancia del vidrio es cero, excepto en el intervalo comprendido entre 0.2 y 3.5 m. Suponiendo que el horno es un cuerpo negro a 2000 °C. Calcúlese la energía absorbida por el vidrio y la energía transmitida. (5 P)

2). Considere un horno cúbico de 10 ft X 10 ft X 10 ft cuyas superficies superior y laterales se aproximan mucho a superficies negras y cuya superficie base tiene una emisividad Є = 0.7. Las superficies base, superior y laterales del horno se mantienen a temperaturas uniformes de 800 R, 1600 R y 2400 R, respectivamente. Determine la velocidad neta de la transferencia de calor por radiación entre a) las superficies base y laterales y b) las superficies base y superior. Asimismo, determine la velocidad neta de la transferencia de calor por radiación hacia la superficie base.

( 5 P )

3).- Se usa un intercambiador de calor de casco y tubos con dos pasos por el casco y 12 pasos por los tubos para calentar agua (Cp = 4 180 J/Kg.°C) en los tubos, de 20 °C hasta 70°C, a razón de 4.5 Kg/s. El calor se suministra por medio de aceite caliente (Cp = 2 300 J/Kg.°C) que entra por el lado del casco a

170°C, a razón de 10 Kg/s. Para un coeficiente de transferencia de calor total del lado de los tubos de 600 W/m2.°C. Determine el área superficial de esta transferencia de ese lado. ( 5 P )

4).- Se va calentar agua en un intercambiador de tubo doble a contraflujo, desde 20°C hasta 80°C, a razón de 1.2 Kg/s. El calentamiento se va a realizar por medio de agua geotémico de la que se dispone a 160°C con un gasto de masa de 2 Kg/s. El tubo interior es de pared delgada y tiene un diámetro de 1.5 cm. Si el coeficiente de transferencia de calor total del intercambiador es de 640 W7m2.°C, determine la longitud en unidades inglesas requerida de ese intercambiador para lograr el calentamiento deseado; aplicando: a).- el método de la LMTD, y b).- el método de la efectividad-NTU. ( 5 P )


Examen : PARCIAL Semetre 2004 – II : NOMBRE .................................................... Código: Asignatura : INGENIERIA METALURGICA II

1. Colocar en orden de magnitud los siguientes valores de conductividad térmica a los siguientes materiales de ingeniería.K(w/mk) = 800 - 0,5 - 1 - 100 - 10 - 0.1Material = Lubricante - plata pura – acero AISI 304 – mercurio – aleación – aleación de Al.

2. Escriba la ecuación de conductividad, partiendo de la Ley de Fourier, que exprese el flujo de calor por unidad de área en dirección X y gradiente de temperatura como una relación matemática parcial.

..............

3. Grafca y muestra los tres fenómenos de transferencia de calor. Una factoria con techo de calamina en donde funciona un horno de cubilote, operando en un día de invierno con vientos corriendo de oeste a este.

4. Metalúrgicamente hablando, para un acero inoxidable al cromo. Distíngase entre superficies especulares y difusas para dicho mateial.

5. ¿ Qué expresa la siguiente relación?. A1F12Eb1 = A2F21Eb2 .

.....................................................................

6. Por qué los metales cambian de color mientras cambia su temperatura

a) b) c) d)

7. Un foco de radiación negra esta a 1100°C. Con Ley de Desplazamiento de Wien ( máx T = 2897,6 micrones.k) halla la longitud de onda superior para emisión de 25 % de la radiación total.

a) m b) m c) m d) m

8. Diseña un sistema físico y térmico para un intercambiador de calor de tubos concéntricos en un sistema en contra flujo.

9. La transferencia de flujo calorífico en los cambiadores de calor es por.

a) convección – radiación b) conducción – convección c) conducción – radiación d) conducción – convección – radiación

10. Para una terma de radiación térmica de 0,88 metros cuadrados y ancho 80 centímetros de familia compuesta por 03 personas. Cuánta inclinación recomiendas como Ingeniero Metalúrgico?.


Examen : PARCIAL Semetre 2004 – I : NOMBRE .................................................... Asignatura : INGENIERIA METALURGICA II

1. Que se quiere decir con “ el fluido de flujo de capacidad térmica mínimo” ( 2 P ) a) Es el menor de los valores mhCph y mcCpc b) Es el menor del valor de mhCph c) Es el mayor de los valores mhCph y mcCpc d) Es el menor valor de mhCph/mcCpc2. En el estudio de los cambiadores de calor se limita a que los modos primarios de transferencia de calor son a través de. ( 2 P ) a) convección – radiación b) onducción – conductividad c) convección – conducción d) convección natural – convección forzada.14. Qué expresa la diferencia de temperaturas media logaritmíca. ( 2 P )

a) La diferencia de temperatura en un extremo del cambiador, más la diferencia de temperaturas en el otro extremo del cambiador, dividido entre el logaritmo neperiano del cociente de estas dos diferencias de temperaturas.

b) La diferencia de temperatura en un extremo superior del cambiador, menos la diferencia de temperaturas en un extremo inferior del cambiador, dividido entre el logaritmo de base 10 del cociente de estas dos diferencias de temperaturas.

c) La diferencia de temperatura en un extremo del cambiador, menos la diferencia de temperaturas en el otro extremo del cambiador, dividido entre el logaritmo neperiano del cociente de estas dos diferencias de temperaturas.

d) La diferencia de temperatura en un extremo del cambiador, menos la suma de temperaturas en el otro extremo del cambiador, dividido entre el logaritmo neperiano del cociente de estas dos diferencias de temperaturas.

4. Cuál es la Ley de Stefan – Boltzmann? ( 2 P )a) Viene a ser la radiación electromagnética emitida por un cuerpo por efecto de temperaturab) Eb = T4 c) La segunda Ley de la ttermodinámica d) viene a ser la propagación de la radiación

térmica en forma de cuantos5. Qué es un cuerpo gris? ( 2 P ) a) Es aquel que tiene una emisividad monocromática independiente de la longitud de onda b) Es aquel que tiene un poder emisor de un cuerpo negro c) Es un método viable para realizar los cálculos de transferencia de calor d) Es la irradiancia uniforme que se observa en superficies y sus alrededores.6. En el esquema electromagnético el estrecho visible se encuentra entre las vecindades. ( 2 P )

a) Infrarrojo – radiación visible b) Ultravioleta – Infrarrojo c) Ultravioleta – rayos X c) radiación solar – microondas.

7. Utilizando la figura 8,14 (Holman) determine A) la ecuacón y B) F1-2 para la geometria siguiente. ( 4 P )

A) a) A1F1-2 = A(2-4)F(2-4)-(1-3) - A3F(2-4)-3a) A1F1-2 = A(2-3)F(2-3) + A4F4-3 - A(2-4)F(2-4)+3b) A1F1-2 = A2F(2-3) + A4F4-3 - A(2-4)F(2-4)-3c) A1F1-2 = A(2-4)F2-(1-3) - A3F3-(2-4)

B) a) 0,20 b) 0,30 c) 0,50 d) 0,408). Se toma un enfriador de aceite de un motor diesel bastante grande que enfria aceite lubricante SAE – 30 desde 68°C hasta 52°C utilizando agua de mar a una temperatura de entrada de 27°C la cual experimenta un aumento de temperatura de 11°C. El diseño es tal, que se debe remover una cantidad de calor de 190,5 Kwatt. Si el coeficiente total global de transferencia de calor basado en la superficie extterior de los tubos es 738 W/m2°C. Determinar el área de transferencia de calor requerido en un intercambiador de un solo paso: A) de flujo en paralelo. B) de flujo en contraflujoA) flujo en paralelo: a) Cero indefinido b) 10,3 m2 c) 0,0103 m2 d) 12,30 m2B) flujo en contraflujo: a) 6,42 m2 b) 9,42 m2 c) 0,00942 m2 d) 12,42 m2


Examen : Evaluación SustitutoriaAsignatura : Tecnología de la Soldadura

PRIMERA PARTE

1. Haga una diferencia de uso y manejo de las máquinas de soldar por arco eléctrico ( 4 P )

2. Desde un punto de vista metalúrgico. Cuáles son las características esenciales de la soldadura ( 4 puntos )

3. Cuáles son las principales funciones del revestimiento en los electrodos para la soldadura por arco eléctrico ( 4 puntos )

4. En qué posiciones se pueden ejecutar los cordones, en trabajos de soldadura y mencione para cada caso un ejemplo que identifica cada uno de los casos definidos. ( 4 Puntos )

5. Describa sobre las características de operación en un trabajo tecnológico de las máquinas MIG/MAG ( 4 Puntos )

SEGUNDA PARTE

1. Hable sobre la soldabilidad de los aceros inoxidable, fierro fundido y acero fundido ( 4 Puntos )

2. Cuál es la importancia de utilizar los electrodos Rutílicos en aceros al carbono de baja aleación( 4 puntos )

3. Diga la necesidad de utilizar, los diagramas de Schaeffler, Thomas y Delong en los procesos de soldadura de aceros inoxidables. ( 4 Puntos )

4. Por qué un operador calificado en soldadura tiene que utilizar los procesos de precalentamiento y postcalentamiento en los trabajos de soldadura. ( 4 Puntos )

5. Defina la importtancia que tiene el temple y el revenido en los aceros. ( 4 puntos )


Examen : Evaluación SustitutoriaAsignatura : Tecnología de la Soldadura

PRIMERA PARTE1. Los estudiantes de AMM-II desean analizar los componentes del latón que sólo contiene Cu, Pb y Zn. Si se tomó 0,500g, del cual se produce 0,0023g de PbSO4 y 0,4108g de ZnNH4PO4. Se pide: a). Calcular los pesos moleculare


Examen : Primera parcial Asignatura : Ingeniería Metalúrgica II1. Construye los correspondientes nodos en estado estable para la figura 1. ( 3 P )2. La conductividad térmica de una pared plana varía con la temperatura de acuerdo con la relación K(T)

= Ko ( 1 + T2 ). Hallar una relación para el flujo de calor a través de l placa por unidad de área si la superficie en X=0 y X=L, se mantiene a las temperaturas T1 y T2. (4 P)

3. En el estudio de ttransferencia de calor, el estudiante de Ingeniería considera dierentes formas de transferencia; cuales son los más importantes. ( 2 P )

4. La ciencia de la transferencia de calor se ocupa del esttudio de la relación entre calor y otrasformas de energía; en cambio la ciencia de la termodinámica esttudia del análisis en sus formas de transferencia de calor que ocurre en un sistema. A. Verdadero b. Falso c. Ambos d. Sólo Teórico ( 2 P )

5. La siguiente ecuación de calor:

En condiciones de estdo estable, donde no haya cambio en la cantidad de energía almacenada y la transferencia de calor sea bidimensional (cualquier eje) y ttambién no haya generación de energía. Escriba esta ecuacuón. ( 2 P )

6. Que dice la segunda Ley de la termodinámica para la ciencia de la transferencia de calor. ( 1 P )7. Que diferencia es para el metalurgista, cuando utilizamos en aletas; Acero Inox, Vidrio y platino

como materiales seleccionados. ( 2 P )8. Una pared cilindrica esta compuesta por dos materiales de conductividad térmica KA y KB,

separados por un calenttador de resistencia eléctrica muy delgado para el cual las resistencias térmicas de contacto delas interfases son insignificantes. Un líquido que se bombea a travvés del tubo está a una temperatura T,i y proporciona un coeficiente de convección de hi en la superficie interna del compuesto. La superficie externa se expone al aire ambiente, el cual esta a T,o y proporciona un coeficente de convección de ho. En condiciones de estado estable, el calentador disipa un flujo de calor uniforme q”h. Dibuje el circuito térmico equivalente del sistema y exprese todas las resistencias en términos de variables relevantes. ( 4 P )


Examen : Segundo examen parcial Asignatura : Ingeniería Metalúrgica IIFecha : 31 – 01 - 05

1. Que diferencia es para el metalurgista, cuando utiliza en aletas; Acero Inox, Vidrio y platino como materiales seleccionados. ( 5 P opcional )

10. Una pared cilindrica esta compuesta por dos materiales de conductividad térmica KA y KB, separados por un calentador de resistencia eléctrica muy delgado para el cual las resistencias térmicas de contacto de las interfases son insignificantes. Un líquido que se bombea a través del tubo está a una temperatura T,i y proporciona un coeficiente de convección de hi en la superficie interna del compuesto. La superficie externa se expone al aire ambiente, el cual esta a T,o y proporciona un coeficente de convección de ho. En condiciones de estado estable, el calentador disipa un flujo de calor uniforme q”h. Dibuje el circuito térmico equivalente del sistema y exprese todas las resistencias en términos de variables relevantes. ( 5 P opcional ).

11. Una tubería de vapor caliente con una temperatura superficial interna de 250 °C tiene un diámetro interior de 8 cm y un espesor de pared de 5,5 mm. Esta recubierta de una capa de 9 cm de un aislante que tiene K = 0,5 w/m°C , seguido de una capa de 4 cm de aislante con K=0,25 w/m°C. La temperatura exterior del aislamamiento es 20 °C. Calcúlese la pérdida de calor por mettro de longitud. Supóngase K = 47 w/m°C para la tubería. ( 5 Puntos )

12. Se fabrica una aleta recta de perfil rectángular de acero inoxidable ( 18 % de Cr, 8 % Ni ) y tiene una longitud de 5 cm y un espesor dde 2,5 cm. La temperatura de la base se mantiene a 100 °C y la aleta seexpone a un entorno convectivo a 20 °C con h = 47 w/m2°C. Calcúlese el calor perdido por la aleta por metro de anchura y el rendimiento de la aleta. (5 Puntos ).

13. Una pared plana de 20 cm de espesor, con una generación de calor interna uniforme de 200 KW/m3 , esta expuesta por ambas caras a un entorno convectivo a 50 °C con h = 400 W/m2°C. Calcular la temperatura ddel centro de la pared para k = 20 w/m°C. ( 5 Puntos ).


Examen : Tercera Evaluación parcial Asignatura : Ingeniería Metalúrgica IIFecha : 16 – 09 - 03

1. Defina: a). La importancia y campo de aplicación de los intercambiadores de calor. b). Un cuerpo negro c). En qué consiste la rdiación en un medio circundante. d). Cómo de realiza la transferencia de calor en los intercambiadores. ( 6 P )2. Cuánto es el área superficial del lado del gas que se requiere por el método DTML. Si los gases de escape caliente que entran a un intercambiador de calor de tubo con aletas de flujo cruzado a 573K y

salen a 373K, se usa para calentar agua presurizada a una velocidad de flujo 1 X 103 g/s de 35 a 125 °C. El calor específico del gas de escape es 1 X 103 J/Kg.K y el coeficiente global de transferencia de calor que se basa en el área superficial del lado de gas es 100 W/m2.°C. ( 5 P )

14. En la therma solar que estamos construyendo nos interesa conocer la radiación de onda corta, para obtener la energía necesaria. Elija un valor y determina la energía máxima y mínima que se obtendría?. Y diga por qué ha elegido este valor, en todo caso, usa el diagrama de distribución de la radiación solar. ( 5 P )

15. Considere una esfera de color negro de 1 cm de diámetro a una temperatura de 727 °C, el cual está encerrada dentro de otra esfera negra de 0,10 metros de diámetro a una temperatura de 127 °C. Hallar el flujo de calor radiante disipado por la esfera pequeña hacia la grande. ( P)

PROPIEDADES AGUA ACEITE ( Kg/m3) 1 000 800 Cp(J/Kg.K) 4200 1900 (m2/s) 7 X 10-7 1 X 10-5

K(W/m.K) 0.64 0.134 Pr 4.7 140

a). Si la temperatura de salida del aceite es 60°C, determinar la transferencia total de calor y la temperatura de salida del agua ( 4 P )b). Determinar la longitud del intercambiador de calor que se requiere ( 3 P )

CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA METALURGICAExamen : Segunda parcial

Asignatura : Ingeniería Metalúrgica II

16. Estas cuatro preguntas serán respondidas en los primeros 20 minutos.Defina. ( 5 Puntos )a). Por qué es importante el número de Reynolds en convección forzada?b). Haga una diferencia entre capa límite hidrodinámica y capa límite térmicac). Cuándo se utiliza el diámetro hidráulico?d). Cuál es su significado físico del número de Grashof?

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

17. Por un conducto cuya sección transversal es un triángulo equilátero de 1,0 cm de lado, circula amoniaco líquido. La media de la temperatura promedio es 20° C y la temperatura de la pared del conducto es 50° C. El flujo es laminar completamente desarrollado con un número de Reynolds de 1000. Calcular el calor transferido por unidad de longitud de conducto. ( 5 P )

18. Alrededor de una esfera de 3 mm de diámetro circula agua a 6 m/s. La temperatura de la corriente libre es 38° C, y la esfera se mantiene a 93°C. Calcular el flujo de calor. ( 5 P )

19. El análisis dimensional ha demostrado que los parámetros siguientes son útiles en la convección forzada: ( 5 Puntos )

xu Cp hx h -------- ------ ---- ------- k k Cpu




NOMBRE ...................................................................... CODIGO ....................

1. Relaciona con una flecha para cada una de las variables de la capa límitte de convección. ( 2 P ) Hidrodinámica T Térmica CA Concentración Peclet Pe

2). El valor promedio del número de Nusellf es de 4,6 para el fluido a través de un tubo cuyo diámetro interno es de 1,5 pulg. Determinar el coeficiente de transferencia de calor si el fluido en el tubo es aceite para motor. La temperatura para la evaluación de las propiedades del fluido se tomo como 100°C (0,137 W/m°C). ( 3 P )

Rpta ....................

3. En el estudio de la transferencia de calor para el caso de tubos lisos el uso del diagrama de Moody, permite determinar. ( 2 P ) a) El incremento de presión

b) Factor de fricción c) Rugosidad relativa d) Número de Reynolds

4. Hallar la longitud de entrada para un flujo dentro de tubos. Número de Reynolds 5000 y 2 ft de diámetro. ( 3 P )

a) 580 ft b) 177 m c) 5 800 ft d) Ninguno

5. Distíngase entre flujo laminar y turbulento en el sentido físico. ( 2 P )

6. Utilizando la ecuación del científico Sutherland; calcular la dependencia de la viscosidad de un gas a 25 °C; con C1 = 6,59 x 10-7 N.S/m2°K1/2 y C2 = 110,4 °K ( 3 P )

a) 4,8 x 10-7 N.S.°K/m2 b) 8,3 x 10-6 N.S.°K/m2 c) 8,3 x10-6 Kg/m.s d) 4,8 x 10-7 N.s/m2

7. En el estudio de los peincipios de la convección; qué importtancia tiene el Teorema de Buckingham. ( 2,5 P )

8. Qué es el diámetro hidráulico?. Cuándo se utiliza? ( 2,5 P )

4). Calcular el cociente entre el espesor de la capa límite térmica y el espesor de la capa límite hidrodinámica para el agua a 20°C . Con Número de Pr = 7,00. Rpta = ..........................

5). Señala con una flecha, las formas relativas de los perfiles de velocidad. . Exponenciala). Perfil laminar . Linealb). Perfil turbulento . Parabólico . Superficial6). Escriba la ecuación de Bernoulli que representa a la energía cinética. Rpta = .................

7). Con una flecha marca. La capa límite térmica es la región de la corriente donde se presentan, los siguientes fenómenos.a). Los gradientes de temperatura . La velocidad es cerob). En la pared de la placa . Es originado por un proceso de intercambio de

calor entre el fluido y la paredc). La transferencia de calor hacia el fluido . Conducción

8). Definir en pulgadas el espesor de la capa límite hidrodinámica en X = 100 mm de longitud de placa, el cual se encuentra a una temperatura de 80°C. Se hace pasar agua sobre la superficie a una velocidad de 0,10 m/s y con una temperatura de 40°C. A Temperatura de 60°C del agua se considera del tipo laminar con ν = 0,478 x 10-6 m2/s

Rpta = ..........................9). Cuál es el número de Peclet para un fluido? Rpta = .......................................10). Cuál es el significado físico del número de Grashof?

Rpta = ..



NOMBRE ...................................................................... CODIGO ....................

1. Haciendo una comparación entre la capa límite térmica con la capa límite hidrodinámica; esto es:a) Iguales b) Delgado c) Grueso d) Diferente

2). El valor promedio del número de Nusellf es de 4,6 para el fluido a través de un tubo cuyo diámetro interno es de 1,5 pulg. Determinar el coeficiente de transferencia de calor si el fluido en el tubo es aceite para motor. La temperatura para la evaluación de las propiedades del fluido se tomo como 100°C (0,137 W/m°C).

Rpta = ....................

3). En el estudio de la transferencia de calor para el caso de tubos lisos el uso del diagrama de Moody, permite determinar: a) El incremento de presión

b) Factor de fricción c) Rugosidad relativa d) Número de Reynolds

4). Calcular el cociente entre el espesor de la capa límite térmica y el espesor de la capa límite hidrodinámica para el agua a 20°C . Con Número de Pr = 7,00. Rpta = ..........................

5). Señala con una flecha, las formas relativas de los perfiles de velocidad. . Exponenciala). Perfil laminar . Linealb). Perfil turbulento . Parabólico . Superficial6). Escriba la ecuación de Bernoulli que representa a la energía cinética. Rpta = .................

7). Con una flecha marca. La capa límite térmica es la región de la corriente donde se presentan, los siguientes fenómenos.a). Los gradientes de temperatura . La velocidad es cerob). En la pared de la placa . Es originado por un proceso de intercambio de

calor entre el fluido y la paredc). La transferencia de calor hacia el fluido . Conducción

8). Definir en pulgadas el espesor de la capa límite hidrodinámica en X = 100 mm de longitud de placa, el cual se encuentra a una temperatura de 80°C. Se hace pasar agua sobre la superficie a una velocidad de 0,10 m/s y con una temperatura de 40°C. A Temperatura de 60°C del agua se considera del tipo laminar con ν = 0,478 x 10-6 m2/s

Rpta = ..........................9). Cuál es el número de Peclet para un fluido? Rpta = .......................................10). Cuál es el significado físico del número de Grashof? Rpta = ..........................

CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA METALURGICAExamen : Tercera parcial


NOMBRE ...................................................................... CODIGO ....................

1. Relaciona cada una de los mecanismos de transferencia de calor; con una flechaa) Conducción Líquido en movimientob) Convección Vacio absolutoc) Radiación Líquido en reposo

2. Cuál es la energía en julios de la radiación térmica identificado como 100 μ (micrones) y una constante de Planck definido en 6,625 x 10-34 julios X seg.

E = ......................3. En el esquema electromagnético, el estrecho visible se encuentra entre las vecindades?

a) Infrarrojo – Ondas de radar b) Ultravioleta – Rayos gammac) Ultravioleta – Infrarrojo d) Infrarrojo – Radiación térmica

4. En el siguiente esquema coloca el destino de todas las radiaciones.

5. Se calienta un filamento de tungsteno, que radía en forma de cuerpo gris, a una temperatura de 4000 °R. ¿ Para qué longitud de onda es máximo el poder emisivo?

............................6.Escriba la relación de reciprocidad; para las siguientes haz de radiación R – r.

............................................................................5. Definase el coeficiente global de transferencia de calor en un intercambiador.

.......................................................................................................................... 6. En un intercambiador de calor la transferencia de calor se efectúa por:?

a) Convección b) Conducción c) Radiación d) Convección – Conducción.

7. Escriba 4 tipos importantes de flujo en los intercambiadores de calor.

a) ......................... b) ......................... c) ......................... d) .........................8. En un intercambiador de calor pequeño existe un intercambio de energía entre un lubricante con el

agua. El aceite entra y sale del intercambiador a 102 °C y 77 °C respectivamente, fluyendo con una rapidez de 30 Kg/min. Hay agua que fluye en cantidad suficiente para enfriar, entrando y saliendo a 7 °C y 38 °C respectivamente. Hallar la DMLT en K para un flujo en paralelo


Examen : Segunda Parcal Asignatura : Ingeniería Metalúrgica IIFecha : 03/01/03

1. Por un tubo de 3.0 cm de diámetro y rugosidad relativa 0.002 cuya pared se mantiene a una temperatura constante de 80°C circula agua. Si el agua entra a 20°C .Estíme: a) Las propiedades del fluído ( 2 P ) b). Factor de fricción ( 2 P ) c). Número de Nusselt ( 2 P ) d). Coeficiente de convección para un número de Reynolds de 105 ( 2 P )

2. Una esfera de 1 pie de diámetro cuya superficie se mantiene a una temperatura uniforme de 150°F está sumergida en agua a 50°F. Hallar a). Las propiedades del fluído ( 1 P ) b). Número de Rayleigh ( 2 P ) c). Coeficiente de convección ( 2 P ) d). La tasa de pérdida de calor por convección natrual desde la esfera hacia el agua ( 2 P )

3. Qué es el diámetro hidráulico? Cuándo se utiliza ? ( 3 Puntos )

4. Distinga mediante un esquema los diferentes regímenes de capa límitte sobre una placa plana ( 2 puntos )


Exámen : Segunda Práctica Calificada


1. Una varilla muy larga de 10 mm de diámetro tiene un extremo que se mantiene a 100°C. La superficie de la varilla se expone al aire ambiente a 25 °C con un coeficiente de transferencia de calor por convección de 98 W/m2.K. ( 10 P )

a). Realizar la comparación de distribuciones de temperaturas a lo largo de varillas construidas de cobre puro (K=386 W/m.°C); aleación de aluminio (K= 204 W/m.°C) y bronce 75%Cu, 25%Sn (K= 26 w/m.°C); para los siguientes valores de X= 0; 50; 100; 150; 200; 250; 300 mm.

b). Trazar el gráfico para los 3 materiales T(°C vs X(mm)

c). Hallar las pérdidas de calor correspondientes de las varillas.

2. Calcular las temperaturas T1; T2; T3 y T4 en estado estable de los cuatro nodos que se indican en la figura, resolviendo en los 4 nodos la ecuación de conducción de calor 2T/X2 + 2T/Y2 = 0 mediante diferencias finitas. ( 10 P )

PRIMERA PARCIAL DE INGENIERIA METALURGICA II

1. Explica; cómo participa la Termodinámica y la Transferencia de Calor en las aplicaciones de Ingeniería?.

2. Defina la Transferencia de Calor por conducción en los metales metalúrgicamente puros y menciona 3 ejemplos.

3. Esquematiza la Ley de Fourier, utilizando los gradientes de temperatura en las direcciones X, Y y Z. Además explica, cada una de sus valores en la relación matemática cuando no hay variación de temperatura en Y y Z.

4. Demostrar las ecuaciones de condición de frontera para el caso de un cilindro sólido de radio r = b; ilustrado en la figura 1.

5. Una esfera hueca de hierro puro contiene una mezcla química y líquida que libera 105 BTU/ hr. Si el diámetro interior de la esfera es de ½ in, el diámetro exterior de la esfera es de 1 in, prevalecen condiciones de estado estacionario, y la temperatura en la superficie exterior de la esfera es de 100 °F, determine la temperatura en una posición localizada a 1 in de la superficie exterior de la esfera. ( 5 Puntos)

( h Hierro Puro = 42 BTU/hr.ft.°F)

6. Para un flujo de calor unidimensional que se muestra en la figura 2; cuyas temperaturas interior y exterior son: 50 °C y 20°C respectivamente. Así como los valores de conducción de calor para los materiales de la pared compuesta, estan dados: KA= 200 W/m°C ; KB= 50 W/m°C; KC= 40 W/m°C y KD = 90 W/m°C.Calcule, el flujo de calor en dicha pared. (5 Puntos)

Fig.1 Fig. 2


Examen : Tercera parcial Asignatura : Ingeniería Metalúrgica II

1. Contesta las siguientes preguntas:a). Haga una diferencia entre superficies especulares y difusas con materiales metalúrgicos. ( 1,5 Puntos )b). Explica y esquematiza las propiedades de la radiación electromagnética. ( 1,5 Puntos ).c). Indica los campos de industría aplicados de los procesos cambiadores de calor. ( 1,5 Puntos )d). Defina el rendimiento en cambiadores de calor. ( 1,5 Puntos )

2. Calcula los siguientes ejercicios:a). Un cubo de 3 pulgadas por lado se localiza dentro de un segundo cubo de 9 pulgadas por lado. Si los cubos no se tocan; determinar el factor de forma entre la superficie exterior del cubo interior y la superficie interior del cubo exterior. ( 4 Puntos )b). Encuentre el factor de forma de radiación F1-2, para la configuración siguiente: ( 5 Puntos )

c). Un cambiador de calor de carcasa y tubos funciona con dos pasos de carcasa y cuatro pasos de tubo. El fluido de la carcasa es etilenglicol, que entra a 140 °C y sale a 80 °C, con un flujo másico de 4 500 Kg/h (Cp = 2,788 KJ/Kg °C). Por los tubos circula agua que entra a 35 °C y sale a 85 °C. El coeficiente global de transferencia de calor para este dispositivo es 850 W/m2 °C. Calcular: a). El flujo másico del agua necesario y b). El área del cambiador de calor. ( 5 Puntos )

PROBLEMAS CAPITULO I

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN ANTONIO ABAD DEL CUSCOCARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA METTALURGICA

INGENIERIA METTALURGICA II (CAPITULO I )DOCENTE : M.Sc. Ing. ROLANDO RAMOS OBREGON

1. Si por conducción se transfieren 3 kW a través de un material aislante de 1m2 de sección recta, 2,5 cm de espesaor y cuya conductividad térmica puede tomarse igual a 0,2 w/m-°c. Calcúlese la diferencia de temperaturas entre las caras del material.

2. En una capa de fibra de vidrio de 13 cm de espesor se impone una diferencia de temperaturas de 85°c. La conductividad térmica de la fibra de vidrio es 0,035 W/m-°c. Calcúlese el calor transferido a través del material por hora y por unidad de área.

3. Un cono truncado de 30 cm de alto está hecha de aluminio. El diámetro de las superficie superior es 7.5 cm y el de la inferior es 12,5 cm. La superficie inferior se mantiene a 93°C y la superior a 540 °C. La superficie lateral está aislada. Suponiendo el flujo de calor unidimensional, ¿cuál es el flujo de calor en vatios?.

4. Las ttemperaturas de las caras de una pared plana de 15 cm de espesor son 370 y 93 °C. La pared está construido con un vidrio especial que ttiene las siguientes propiedades: k= 0,78 W/m-°C; = 2 700 kg/m3; Cp = 0,84 kJ/kg-°C. ¿Cuál es el flujo de calor a través de la pared en condiciones estacionarias?

5. Clasificar los materiales siguientes según a). La respuesta transittoria y b). La conducción estacionaria. Eligiendo el matterial mejor clasificado, dar los otros materiales según el tanto por ciento

respecto a ese: cobre, aluminio, plata, plomo, acero al carbono, magnesio. ¿ Qué se concluye de esta clasificación?

6. Dos placas infinitas y negras a 500 y 100 °C intercambian calor por radiación. Calcúlese el flujo de calor por unidad de área. Si otra placa perfectamente negra se coloca entre las dos primeras, ¿en qué canttidad se reduce el flujo de calor?¿cuál será la temperatura de la placa del centro?

7. Un pequeño calentador radiante Tiene tiras de metal de 6 mm de anchura con una longitud total de 3 m, La emisividad de la superficie de las tiras es 0,85. ¿A qué temperatura habrá que calentar las tiras, si tienen que disipar 1 600 W de calor a una habitación a 25 °C?.

8. Una de las caras de una pared plana se mantiene a 100 °C mientras que la otra se expone al ambiente que está a 10 °C, siendo h = 10 W/m2-°C el coeficiente de convección, La pared Teine una conductividad térmica k = 1,6 W/m-°C y un espesor de 40 cm. Calcúlese el flujo de calor a través de la pared.

9. Una placa de metal está perfectamente aislada por una de sus caras y por la otra absorbe el flujo radiante del sol de 700 W/m2. El coeficiente de transferencia de calor por convección en la placa es 11 W/m2-°C y la temperatura del ambiente 30 °C. Calcúlese la temperatura de la placa en condiciones de equilibrio.

10. Una placa vertical y cuadrada, de 30 cm de lado, se mantiene a 50 °C y está expuesta al aire de una habitación a 20 °C. La emisividad de la superficie es 0,8. Calcúlese el calor total perdido por ambas caras de la placa.

11. Entre dos placas grandes negras se ha hecho el vacio. En la cara exterior de una de las placas existe convección al ambiente que está a 80 °C siendo h = 100 W/m2-°C, mientras que la cara exterior de la otra placa está expuesta a 20 °C y h = 15 W/m2-°C. Hágase el balance energético del sistema y determinar las temperaturas de las placas. Tomar: Fg = F = 1.

12. El coeficiente de emisividad de una superficie de hierro oxidado es 0.612, y puede admitirse el mismo valor para el coeficiente de absorción de la radiación recibida del ambiente. Calcúlese el calor perdido por metro cuadrado de la superficie, que está a 80 °C, situada verticalmente en un ambiente a 20 ° C.


Examen : Primera Evaluación Parcial Asignatura : Ingeniería Metalúrgica II

1. Dos placas infinitas y negras a 500 y 100 °C intercambian calor por radiación. Calcúlese el flujo de calor por unidad de área. Si otra placa perfectamente negra se coloca entre las dos primeras, ¿en qué canttidad se reduce el flujo de calor?¿ Cuál será la temperatura de la placa del centro? 5 Puntos

2. Encuentre la transferencia de calor en KW, a través de la pared compuesta esquematizada (ver fig). Suponga flujo unidimensional. KA = 150 W/m°C; KB = 30 W/m°C; KC = 50 W/m°C ; KD = 70 W/m°C y AB = AD

3. Calcular las temperaturas de los puntos 1 al 4 utilizando el método numérico (analítica o informáticamente) 5 Puntos

4. Responda las siguientes preguntas: 5 Puntosa). En su actividad diaria, el Ingeniero Metalúrgico y de Materiales. Qué controles debe realizar en lo

referente a transferencia de calor? b). Realiz un gráfico, mencionando el orden de actividad térmica de los materiales de ingeniería c). Qué parámetros setoman en cuenta en la selección de aletasd). Cómo serealiza la transferencia de calor por método gráfico


Asignatura : INGENEIRIA METALURGICA IITABLA DE CONDUCTIVIDAD TERMICA ( K )

MATERIALES DE INGENIERIA Btu/h.pie°F °F W/m°C °CMETALES Plata pura 237 410 0 Cobre puro 223 68 386 20 Aluminio puro 118 68 204 20 Niquel puro 54 93 0 Hierro puro 42 68 72.7 20 Acero, 1 % C 25 43 0 Acero, 5% C 31 68 53,6 20 Acero Cr-Ni (18% Cr, 8% Ni) 9,4 16,3 0 Plomo Puro 20,3 35 0MATERIALES NO METALICOS Diamante 1,329 2,300 0 Cuarzo 24 41,6 0 Magnesita 2,4 4,15 0 Asfalto 0,43 – 0.44 68-132 0.74 – 0.74 20 Cemento, cenizas 0,44 75 0.76 24 Vidrio, ventana 0,45 68 0,78 20 Pidra marmol 1,2 – 1,7 2,08 – 2,94 0 Piedra balsa 0,032 86 0,055 30 Pino blanco 0,065 86 0,112 30 Roble 0,096 86 0,166 30 Serrin 0,034 0,059 0MATERIALES AISLANTES Lana de vidrio 0,022 0,038 0 Asbesto, laminas 0,096 124 0,166 51 Corcho, triturado 0,025 90 0,043 3LIQUIDOS Mercurio 4,74 8,21 0 Agua 0,327 0,556 0 Amoníaco, NH3 0,301 68 0,521 20 Dióxido de carbono, CO2 0,0504 68 0,087 20 Aceite para máquinas 0,081 140 0,140 60GASES A PRESION ATMOSFERICA Hidrógeno 0,101 0,175 0 Helio 0,0536 -200 0,093 -130 0,0977 200 0,169 93 Aire 0,0104 -100 0,018 -74 0,0157 100 0,027 38 Oxígeno 0,0079 -190 0,0137 -123 0,02212 350 0,0383 175 Vapor de agua 0,0119 0,0206 0

LISTA DE EJERCICIOS DE INGENIERIA METALURGICA II

1. Una tubería desnuda que transporta vapor húmedo a uan presión absoluta de 10 bar se localiza en una habitación cuya temperatura ambiente es de 20°C. Si el coeficiente de transferencia de calor entre el tubo y el ambiente es de 10 W/m2K; calcule las pérdidas de calor por metro de longitud. El diámetro es igual a 10 cm.

2. Un cono truncado de aluminio mide 2 cm de diámetro en su parte más pequeña, 3 cm de diámetro en su parte mas ancha y 10 cm de altura. Si la superficie lateral se encuentra aislada, la temperatura en el diámetro menor es igual a 300°C, y la temperatura en el diámetro mayor es igual a 100°C. Calcule el calor transferido por conducción a través del cono. Suponga que la conductividad térmica del aluminio es igual a 215 W/mk.

3. Calcule el espesor óptimo de aislamiento en un alambre N° 10(0.259 cm de diámetro) si éste se cubre con hule. Suponga que el coeficiente de transferencia de calor es igual a

15 W/m2 °C y que la conductividad térmica del hule es igual a 0.15 W/m°C.

4. Una aleta circular cuyo espesor es de 2 mm tiene un radio exterior de 10 cm y uno interior de 6 cm. El material de la aleta tiene una conductividad térmica de 45 W/m°C. La temperatura en la base es igual a 200 °C, el fluido que la rodea se encuentra a 50 °C y el coeficiente promedio de transferencia de calor es igual a 50 W/m2 °C. Calcule el calor disipado por la aleta.

5. Dos superficies de una barra de sección transversal cuadrada como la mostrada en el esquema, se mantiene a 100 °C mientras que las otras dos se amntienen a 0 °C. Determine la distribución de temperatura haciendo uso del método de Relajación y mediante inversión de matrices.

6. Las temperaturas de las caras externa e interna de una pared rectangular construida de caolín, de dimensiones de 2 m X 3 m X ).2 m, se mantienen a 1050 °C y 150 °C.a). Calcúlese la cantidad de calor perdida por hora si las conductividades térmicas de caolín a 500 °C y a 1150 °C valen 0.223 y 0387 Kcal/m.h.°C, suponiendo que varían linealmente con la temperatura.b). Si se duplica el espesor manteniendo constantes las demás condiciones, ¿cuál será la cantidad de calor transmitida a su través?

7. Una pared de horno está formada por 13 cm de un material refractario y 26 cm de un material aislante A, de conductividades desconocidas. La temperatura de la cara interna del refractario es 750 ° , y la de la externa del aislante, 150 °C . Posteriormente se aísla la pared con una capa de 5 cm de espesor de lana mineral ( K= 0.052 Kcal/m.h.°C) y se determinan las temperaturas en los siguientes puntos.1° Cara interna, 750 °C2° Cara externa del refractario, 700°C3° Cara externa del aislante A, 530 °C4° Cara externa de la lana mineral, 75 °C

Determínese la disminución de las pérdidas de calor, refiriéndola a las pérdidas en las condiciones iniciales.

8. Las paredes de un horno rectangular tienen 30 cm de espesor y están constituidas por una capa de ladrillo refractario (K= 0.75 Kcal/m.h.°C) y una capa de ladrillo ordinario (K= 0.09 Kcal/m.h.°C). La temperatura de la cara interna de refractario, medida con un termopar, es 250 °C, y la de la cara externa del ladrillo ordinario es 70 °C. Calcúlense el espesor de la capa de ladrillo ordinario y la temperatura de la superficie interna del refractario, suponiendo que las conductividades de ambos materiales permanecen constantes con la temperatura, y siendo la cantidad de calor transmitida a su través 100 cal/m2.h.


PROBLEMA CAPITULO - II = INGENIERIA MET. II M.Sc. Ing. R Ramos O.1. Las paredes de una habitación en que se almacena reactivos químicos están hechas de corcho. Si las

medidas de una de las paredes son 10 pies por 20 pies, ¿cuál será la pérdida de calor a través de dicha pared en un día muy frío de invierno cuando las temperaturas de la superficie interior y exterior son 34°F y -10°F, respectivamente?. La pared tiene 8 pulgadas de exterior.

2. Determine la rapidez de transferencia de calor por metro cuadrado de área de pared en el caso de un horno en el que el aire del interior está a 1340 K. La pared del horno está compuesta por una capa de 0.106 m de ladrillo refractario y un grosor de 0.635 cm de acero blando en su superficie exterior. Los coeficientes de transferencia de calor en las superficies de las paredes interior y exterior son de 5110 W/m2. K y 45 W/m2.K, respectivamente. El aire de exterior se encuentra a 295 K. ¿Cuáles serán las temperaturas de cada una de las superficies del espacio intermedio?.

3. Un fluxiómetro de calor comercial usa uniones termoacopladas para medir la diferencia de temperatura a través de una capa delgada de vermiculite (k = 0.034 Btu/h-pie-°F) que tiene 0.0002 pulgadas de grueso. ¿Cuál es el flujo de calor cuando la diferencia de temperatura es 1.65 °F.

4. Encuentre la transferencia de calor por unidad de área, a través de la pared compuesta esquematizada (ver fig). Suponga flujo unidimensional.

5. Una pared compuesta está formada por una placa de cobre de 2,5 cm una capa de asbesto de 3,2 mm y una capa de 5 cm de fibra de vidrio. La pared está sometida a una diferencia de temperatura total de 560 °C. Calcúlese el flujo de calor por unidad de área de la estructura compuesta.

6. Un depósito cilíndrico de 80 cm de diámetro y 2,0 m de altura coniene agua a 80 °C. El depósitto está lleno un 90 por 100, y hay que añadir aislante de forma que la temperatura del agua no baje más de 2 °C por hora. Utilizando al información dada en este capitulo, especifique un material aislante y calcule el espesor requerido para la velocidad del enfriamiento especificada.

7. Una tubería de vapor caliente con una temperatura superficial interna de 250 °C tiene un diámetro interior de 8 cm y un espesor de pared de 5,5 mm. Esta está recubierta de una capa de 9 cm de un aislante que tiene k = 0,5 W/m °C, seguida de una capa de 4 cm de aislante con k = 0,25 W/m °C. La temperatura exterior del aislamiento es 20 °C. Calcule la pérdida de calor por metro de longitud. Suponga k = 47 W/m °C para la tubería.

8. Sea una pared plana de grosor L cuyas dos superficies se mantienen a las temperaturas T o y TL . Si la conductividad térmica varía de acuerdo con la ecuación k = K (1 + T + T2 ), encuéntre una expresión para el flujo unidimensonal en estado permanente de calor.

9. Una tubería de 4 in DE se utilizará para transportar metales líquidos y su temperatura exterior, en condiciones de operación, será de 1400°F; su aislamiento, colocado en la superficie exterior de la tubería, tiene un grosor de 6 in y su conductividad tpermica esk = 0.08(1 – 0.0003T); donde k está dada en Btu/h-ft-°F y t en °F.a). ¿Cuál será el grosor de aislamiento requerido para que la temperatura exterior de aislamiento no alcance una temperatura superior de 300° F.b). ¿Cuál será la rapidez de flujo de calor en estas condiciones?

10.Un tubo de paredes gruesas de acero inoxidable (18% Cr, 8%Ni; K = 16,3 W/m °C) de 6 pulg de diámetro interior y 8 pulg de diámtro exterior, se cubre con una capa de 2 pulg de aislante de asbesto (K = 0,74 W/m °C). Si la temperatura de la pared interna y exterior del conducto se mantiene a 300°C y 90 °C

respectivamente. Calcular la pérdida calor por metro de longitud. También calcule la temperatura de la interfaz tubo-aislante.

11. Un contenedor metálico de pared delgada se utiliza para almacenar nitrógeno líquido a 77 K. El contenedor tiene un diámetro de 0,5 m y está cubierto de un aislante reflector al vacío compuesto de polvo de dióxido de silicio. El aislante tiene un espesor de 25 mm, y la superficie externa se expone al aire del ambiente a 300 K. Se sabe que el coeficiente de convección es 20 W/m2.K. Encontrar la transferencia de calor al nitrógeno líquido

12. Se colocan aletas circunferenciales de acero, de 3/8 de pulg de largo y ¼ de pulg de espesor en un tubo de 1 pulg con el fin de disipar calor. La temperatura de la superficie del tubo es 400 °F, y la temperatura del aire ambiente es 70 °F. Calcule el calor que disipa cada aleta si el coeficiente convectivo de transferencia de calor entre la aleta y el aire 20 Btu/h-pie2-°F y la conducttividad térmica del acero se toma 30 Btu/h-pie-°F.

13. Una aleta plana rectangular con ¾ de pulg de grueso y 6 pulg de longitud se proyecta de una pared cuya temperatura se mantiene a 500 °F. Si la aleta esta hecha de aluminio, la temperatura ambiente es de 70 °F, y el coeficiente convectivo de transferencia de calor es 4 Btu/h-pie2-°F, determina la eficiencia de la aleta y el calor perdido por la aleta por unidad e amplitud.

14. Un aleta circunferencial de aluminio, con 1/8 de pulg de espesor y ½ puilg de largo, rodea a un tubo cuyo DE es de 1 pulg y cuya temperatura se mantiene a 500 °F si la temperatura ambiente es 70 °F y el coeficiente convectivo de transferencia de calor 8 Btu/h-pie2-°F, calcule el calor disipado por la aleta.

LISTA DE EJERCICIOS DE INGENIERIA METALURGICA II

I. FLUJO DE FLUIDOS PARA TRANSFERENCIA DE CALOR POR CONVECCION (Capitulo IV)

1. La distribución de velocidad para cierto flujo está dada por u = 60 sen()= [(/4)y donde y es la distancia a la superficie del sólido en pulgadas y u es la velocidad en pies/seg. Determinar el esfuerzo cortante viscoso en y = 0 i y = 0.2 pulgadas para a). Agua, b). Aceite de motor i c=. Aire a 60 °F.

2. Se planea un experimento para estudiar el flujo laminar de aceite para motor a través de un tubo suave cuyo DI es de ¾ de pulgada. Determine la razón de flujo máximo posible para flujo laminar. Calcule el gradiente de presión bajo esta condición. Tb = 68 °F.

3. Calcule la potencia requeridad para liberar agua a través de una tubería suave de 4 pulgadas a una razón de flujo de 100 gpm a lo largo de una distancia de 5 millas.

4. Determine el espesor de la capa frontera para un flujo laminar sobre una placa plana usando el perfil de velocidad u/u = ao + a1 (y/ ).

5. Estime la fuerza de arrastre que experimenta un cilindro con su eje normal al flujo de agua. El cilindro ttiene un diámetro de 4 pulgaas y una longitud de 4 pies. La velocidad de flujo libre del agua es de 8 pies/seg. La temperatura del agua es de 70°F

II. PROBLEMAS DE CONVECCION FORZADA. (Capitulo V)

1. El valor promedio del numero de Nusselt es de 4.6 para el flujo a través de un tubo cuyo DI es de 1.5 pulg. Determine el coeficiente de transferencia de calor si el fluido en el tubo es: a). Aire, b). Agua y

c). Aceite para motor. La temperatura para la evaluación de las propiedades del fluido se toma como 100°F.

2. Sobre una placa delgada plana y lisa, fluye aire a 101,3 KPa a 288,8 K, con velocidad de 3,05 m/s. La longitud de la placa en la dirección del flujo es 0,305 m y está a 333,2 K. Calcule el coeficiente de transferencia de calor suponiendo flujo laminar.

3. En un tubo de 5,0 mm de diámetro entra aceite de motor a 120° C. La pared del tubo se mantiene a 50° C y el número de Reynolds a la entrada es 1000. Calcule el calor transferido, el coeficiente de transferencia de calor medio y la temperatura de salida del aceite para longitudes de tubo de 10, 20 y 50 cm.

4. Por un conducto cuya sección transversal es un triángulo equilátero de 1,0 cm de lado, circula amoniaco líquido. La media de la temperatura promedio es 20° C y la temperatura de la pared del conducto es 50° C. El flujo es laminar completamente desarrollado con un número de Reynolds de 1000. Calcular el calor transferido por unidad de longitud de conducto.

5. En un conducto de 5 x 10 mm de sección transversal circula agua, siendo 20° C la media de la temperatura promedio. Si la temperatura de la pared del conducto tiene el valor constante de 60° C y el flujo es laminar completamente desarrollada, calcular el calor transferido por unidad de longitud.

6. En un tubo de 4,0 mm de diámetro entran 7 x 10 -5 kg/s de aire a 90KPa Y 27° C. En la superficie de tubo se impone un flujo de calor constante, de modo que la temperatura de la pared del tubo es 70° C por encima de la temperatura promedio del fluido. Calcular la temperatura de salida del aire para una longitud de tubo de 12 cm.

7. Una corriente de aire a 15,6° C y 1 atm fluye por una batería de tubos que contiene 4 hileras transversales en la dirección del flujo y 10 hileras normales al flujo a velocidad de 7,62 m/s al entrar a la batería de tubos. Las superficies de los tubos se mantienen a 57,2° C. El diámetro externo de los tubo es 25,4 mm y están alineados. La separación Sn de los tubos en la dirección normal al flujo es 38,1 y Sp, esto es, la separación en paralelo al flujo, también es 38,1 mm. Calcular la velocidad de transferencia de calor para una longitud de 0,305 m de batería de tubos, también calcule la temperatura de aproximación.

8. En un tubo de 3 mm de diámetro entra agua a 21° C y sale a 32° C. El flujo másico es tal que el número de Reynolds es 600. La longitud de tubo es de 10 cm y se mantiene a una temperatura constante de 60° C. Calcular el flujo másico del agua.

9. Alrededor de una esfera de 3 mm de diámetro circula agua a 6 m/s. La temperatura de la corriente libre es 38° C, y la esfera se mantiene a 93°C. Calcular el flujo de calor.

1. Las distribuciones de la temperatura y la velocidad para flujo a través de un tubo están dadas por T = c 1 – ( r/rw)2 i u = uo

Donde rw es el radio interior del tubo; c y uo son constantes. Obtenga una expresión para la temperatura en bulto del fluido.

2. Fluye agua a trvés de un tubo de 2 pulg de diámetro. Determine la razón de flujo que resultará en un número de Reynolds de 1600. Si el tubo recibe calor a una razón de 500 Btu/h-pie a lo largo del tubo, determine el coeficiente de transferencia de calor promedio entre el agua y la pared del tubo. Suponga que los perfiles de velocidad y de temepratura están completamente establecidos. Use propiedades a 60°F.

3. Haga el análisis dimensional para la transferencia de calor por convección natural hacia una placa vertical. Con todo los exponentes de las y elija que las 4 variables L, , cp, y g sean comunes a todos los grupos dimensiones.

4. El análisis dimensional ha demostrado que los parámetros siguientes son útiles en la convección forzada:

xu Cp hx h -------- ------ ---- ------- k k Cpu

Calcule cada uno de estos parámetros a 340 K, correspondientes a: aire, agua, benceno, mercurio y glicerina. La distancia x es de 0.3 m, u = 15 m/seg y h = 34 w/m2.K

5. Vapor saturado a 1000 psia y 550.53°F será sobrecantado a 800°F en un super calentador. El vapor fluye a través de un tubo cuyo DI es de 1.5 pulg a una velocidad de 60 pies/seg. La temperatura de la pared del tubo se mantiene a 1000°F. Determine la longitud de tubo requerida.

6. A través de un tubo cuyo DI es de 0.5 pulg fluye aire a una velocidad promedio de 5 pies/seg. La temperatura en bulto de aire es de 65°F en la sección de entrada del tubo. La pared del ttubo se mantiene a 120°F. Estime la longitud de tubo necesaria para calentar el aire a una temperatura en bulto de 100°F.

7. En un tubo de 1 pulg de diámetro existte cierto flujo de aire turbulento completamente desarrollado (Pr = 0.7 ), se encontró que el número de Nusselt es de 112.7. El aire del tubo de 1 pulg se canaliza a través de un renpentino ensanchamiento hacia el interior de un tubo de 2 pulg de diámetro. ¿Cuál es el número de Reynolds en el tubo de 1 pulg? ¿Cuál es el número de Nusselt completamente desarrollado en el tubo de 2 pulg de diámetro?. Pase por alto cualquiera difeencia entre las propiedades del fluido y los dos tubos.

8. Sobre una placa plana fluye aire con una velocidad de 50 pies/seg. La placa tiene 1 pie de largo y 1 pie de ancho. Un alambre colocado en x = 2 pulg provoca transición laminar a turbulento. Calcule la razón de pérdida de calor de la placa entera si la temperatura de la superficie es Tw = 130°F y la temperatura del aire es de 70°F. La presión es de 1 atmósfera.321

II. PROBLEMAS DE CONVECCION NATURAL O LIBRE. ( Capitulo VI )

1. Una placa vertical de 1 pie de longitud a una temperatura de 200°F está en contacto con aire a 100°F y 1 atm de presión. Determina el coeficiente promedio de transferencia de calor por convección libre sobre toda la longitud de la placa y la tasa de transferencia de calor desde la placa hasta el aire por pie de anchura de la placa.

2. Comparar las tasas de transferencia de calor por convección libre desde una placa vertical de 1 pie de longitud que se mantiene a una temperatura uniforme de 150°F hacia aire a 50°F a las presiones de 1, 2 y 3 atm.

3. Una placa vertical delgada de 1 por 1 pie calentada eléctricamente disipa calor por convección libre en ambas superficies hacia aire a 1 atm de presión y 100°F. La temperatura de la placa no debe ser superior a 300°F. ¿Cuál es la tasa máxima de transferencia de calor desde ambas superficies si el coeficiente de transferencia de calor por radiación es hr = 1.5 Btu/h.pie2.°F ?.

4. ¿Cuál es la tasa de transferencia de calor por convección libre a aire a 70°F desde una placa hoizontal de 1 por 1 pie cuya superficie caliente dirigida hacia arriba se mantiene a 250°F.

5. Comparar las tasas de transferencia de calor por convección libre desde una placa de 1 por 1 pie que tiene una superficie aislada y la otra a 200°F y expuesta al aire atmosférico a 100°F, en los siguientes casos:a). Placa vertical.b). Placa horizontal con la superficie caliente dirigida hacia arriba.c). Placa horizontal con la superficie caliente dirigida hacia abajo.

6. Una esfera de 1 pie de diámetro cuya superficie se mantiene a una temperatura uniforme de 150°F está sumergida en agua a 50°F. Determinar la tasa de pérdida de calor por convección libre desde la esfera hacia el agua.

2. Por un conducto cuya sección transversal es un triángulo equilátero de 1,0 cm de lado, circula amoniaco líquido. La media de la temperatura promedio es 20° C y la temperatura de la pared del conducto es 50° C. El flujo es laminar completamente desarrollado con un número de Reynolds de 1000. Calcular el calor transferido por unidad de longitud de conducto.

3. Alrededor de una esfera de 3 mm de diámetro circula agua a 6 m/s. La temperatura de la corriente libre es 38° C, y la esfera se mantiene a 93°C. Calcular el flujo de calor.

4. El análisis dimensional ha demostrado que los parámetros siguientes son útiles en la convección forzada:

xu Cp hx h -------- ------ ---- ------- k k Cpu

Calcule cada uno de estos parámetros a 373K, para el mercurio. La distancia x es de 30 cm u = 15 m/s y h = 34 w/m2.°C . Entonces cuánto vale Número de Nusselt y Reynolds.

II. PROBLEMAS DE CONVECCION NATURAL O LIBRE. ( Capitulo VI )

7. Una placa vertical de 1 pie de longitud a una temperatura de 200°F está en contacto con aire a 100°F y 1 atm de presión. Determina el coeficiente promedio de transferencia de calor por convección libre sobre toda la longitud de la placa y la tasa de transferencia de calor desde la placa hasta el aire por pie de anchura de la placa.

8. Comparar las tasas de transferencia de calor por convección libre desde una placa vertical de 1 pie de longitud que se mantiene a una temperatura uniforme de 150°F hacia aire a 50°F a las presiones de 1, 2 y 3 atm.

9. Una placa vertical delgada de 1 por 1 pie calentada eléctricamente disipa calor por convección libre en ambas superficies hacia aire a 1 atm de presión y 100°F. La temperatura de la placa no debe ser superior a 300°F. ¿Cuál es la tasa máxima de transferencia de calor desde ambas superficies si el coeficiente de transferencia de calor por radiación es hr = 1.5 Btu/h.pie2.°F ?.

10. ¿Cuál es la tasa de transferencia de calor por convección libre a aire a 70°F desde una placa hoizontal de 1 por 1 pie cuya superficie caliente dirigida hacia arriba se mantiene a 250°F.

11. Comparar las tasas de transferencia de calor por convección libre desde una placa de 1 por 1 pie que tiene una superficie aislada y la otra a 200°F y expuesta al aire atmosférico a 100°F, en los siguientes casos:a). Placa vertical.b). Placa horizontal con la superficie caliente dirigida hacia arriba.c). Placa horizontal con la superficie caliente dirigida hacia abajo.

12. Una esfera de 1 pie de diámetro cuya superficie se mantiene a una temperatura uniforme de 150°F está sumergida en agua a 50°F. Determinar la tasa de pérdida de calor por convección libre desde la esfera hacia el agua.


Examen : Segunda parcial Asignatura : Ingeniería Metalúrgica II

1. Contestar las siguientes preguntas:a). En convección natural. Cómo se define el número de Grashof. Y cuál es su significado físico?. ( 2,5 Puntos )

b). El número de Reynolds. Y por qué es importante en el estudio de transferencia de calor?. ( 2,5 Puntos )

2. Resolver los siguientes problemas:a). Sobre una placa delgada fluye aire que está a una temperatura de 70°C con una velocidad de 5

pies/seg. La placa tiene 8 pies de longitud y 4 pies de ancho. Estime; 1). El máximo espesor de la capa frontera en pulgadas, 2). La fuerza necesaria en Newtons para mantener la placa en la corriente de aire. ( 5 Puntos )

b). En un tubo de 5,0 mm de diámetro entra aceite de motor a 120° C. La pared del tubo se mantiene a 50° C y el número de Reynolds a la entrada es 1000. Calcular: 1). El calor transferido, 2). El coeficiente de transferencia de calor medio y c). La temperatura de salida del aceite para longitudes de tubo de 50 cm. ( 5 Puntos )

c). Alrededor de una esfera de 3 mm de diámetro circula agua a 6 m/s. La temperatura de la corriente libre es 38° C, y la esfera se mantiene a 93°C. Calcular el flujo de calor. ( 5 Puntos )


SUSTITUTORIO : Ingeniería Metalúrgica IIPRIMERA PARTE

2. Expresa la Ley de desplazamiento de Wien en donde la potencia emisiva del cuerpo negro es máxima.

.......................................................................................................................................2. Haga un diseño de un intercambiador de calor de flujo en contracorriente usando tubos concéntricos.

3.Cómo se efectúa la transferencia de calor en los intercambiadores de calor?

4. Cómo se define un cuerpo negro......................................

.........................................................................................................3. Por qué órgano del ser humano puede ser detectado la radiación visible y ponga un

ejemplo............................

4. Entra aire a 1 atmósfera u a 60°F en un tubo cuyo diámetro inferior es ½ in DI, con una velocidad de 80 fps. La pared se mantiene a una temperatura constante de 210°F, por medio de la condensación de vapor. Calcular: a) El flujo del fluido; b). El coeficiente de transferencia convectiva de calor en esta situación si el tubo tiene 5 ft de longitud. ( 5 P )

7. Un intercambiador 1-2 funcionando con un paso por la coraza y dos pasos por los tubos, calienta 2.52 kg/s de agua desde 21.1 hasta 54.4°C, usando agua caliente a presión que entra a 115.6 y sale a 48.9°C. El área de la superficie externa de los tubos del intercambiador es Ao = 9.30 m2. Calcule la media de las diferencias de temperatura Tm en el intercambiador y el coeficiente total de transferencia de calor. ( 5 P )

PRIMERA PARTE

1. A través de qué medios es conducido el calor?

....................................................................................................................................2. En los sólidos metálicos cómo es la transferencia de energía?

.....................................................................................................................................3. Escriba la ecuación de Fourier para planos en serie.

4. Con qué fin se usan las aletas en los procesos de transferencia de calor?

.....................................................................................................................................5. Cómo participa la Termodinámica y la Transferencia de Calor en las aplicaciones de Ingeniería?. 6. Un cono truncado de aluminio mide 2 cm de diámetro en su parte más pequeña, 3 cm dediámetro en

su parte mas ancha y 10 cm de altura. Si la superficie lateral se encuentra aislada, la temperatura en el diámetro menor es igual a 300°C, y la temperatura en el diámetro mayor es igual a 100°C. Calcule el calor transferido por conducción a través del cono. Suponga que la conductividad térmica del aluminio es igual a 215 W/m-k. ( 5 P )

7. Calcule el espesor óptimo de aislamiento en un alambre N° 10(0.259 cm de diámetro) si éste se cubre con hule. Suponga que el coeficiente de transferencia de calor es igual a

15 W/m2 °C y que la conductividad térmica del hule es igual a 0.15 W/m°C. ( 5 P )

Es de Ingeneiria1. ¿ Por qué los metales cambian su color a la vista, mientras cambia su temperatura? ( 2 Puntos )

CARRERA PROFESIONALDE INGENIERIA METALURGICA

Examen : Tercera parcial Asignatura : Ingeniería Metalúrgica II

1. En transferencia de calor por radiación en un recinto cerrado , con que objetivo se toma el factor de forma?. ( 2 Puntos )

2. Que significa definir el factor de forma FA1 – FA2. ( 2 Puntos )

3. Haga un análisis de balance de energía para el SO2 y para un cuerpo negro. ( 3 Puntos )

4. Cuál de los siguientes materiales: el Oro o el cuarzo tienen mayor potencia emisiva; observada a 100°F. ( 3 Puntos )

5. Un termopar indica una ttemperatura de 1000°F cuando se coloca en un ducto donde fluye un gas caliente a una temperatura de 1100°F. Si el coeficiente convectivo de transferencia de calor entre el termopar y el gas es de 20 Btu/ h pie2 °F, estime la ttemperatura de la pared del ducto. El termopar tiene una emisividad de 0.5. ( 4 P)

6. Un vidrio ordinario tiene una transmisividad Ƭ = 0.90 en el rango λ = 0.2 hasta 3 μm y la transmisividad es cero para otras longitudes de onda. Un vidrio matizado tiene una transmisividad Ƭ = 0.90 en el rango λ = 0.5 hasta 1μm y la transmisividad es cero para otras longitudes de onda. Si la energía solar incide sobre ambos vidrios, comparar la energía transmitida por cada uno de ellos e indicar; cuál vidrio recomendaría para su oficina y por qué? ( 4 Puntos )

7. Determinar el factor de forma F1-2 entre un elemento de superficie dA1 y la superficie rectangular finita A2, indicado en la figura. ( 2 Puntos


INGENIERIA METALURGICA II – Práctica Calificada.

1. Convertir el coeficiente de conductividad de Calor K, 1Btu/pie. hr.°F a W/cm.°K.

2. Sea una pared plana de grosor L cuyas dos superficies se mantiene a la temperatura To y TL. Si la conductividad térmica varía de acuerdo con la ecuación K = Ko(1 + T + T2 ), encuentrese una expresión para el flujo unidimensional en estado permanente de calor.

3. Se va a construir una pared compuesta de ¼ pulg. De acero inoxidable ( k = 10 Btu/hr. Ft.°F), 3 pulg. De placa de corcho ( k = 0.025 Btu/hr.ft.°F ), ½ in de plástico ( k = 1.5 Btu/ hr. Ft.°F ).

a. Trace el circuito térmico correspondiente a la conducción en estado permanente a través de esta pared.

b. Evalúe la resistencia térmica individual para cada de las capas de material.

c. Determine el flujo de calor si se mantiene la superficie de acero a 250°F y la de plástico a 80°F.

d. Cuáles son las temperaturas en cada una de las superficies de la lámina de corcho en estas condiciones?


Examen : PRIMER EXAMEN PARCIAL. Asignatura : ANALISIS DE MINERALES Y METALES II

1. ¿Qué reactivo se recomendaría para atacar: a) Rocas de Silicatos; b) Aleaciones no ferrosas; c) Aleaciones de acero inoxidable; d)Sal de cocina. (4 ptos)

2. ¿Cómo se divide la química anlítica? (2 ptos)

3. Diga el uso, funcionamiento y manejo de los siguientes instrumentos: a) Bureta; b) Pipetas; c) Probeta; d) Fiola (4 ptos)

4. En el siguiente conjunto de análisis de plomo, fue obtenido en un periodo de 24 horas, para un concentrado de plomo producido en una planta concentradora del centro del Perú: 53.1; 50.2; 54.7; 52.6; 51.8; 53.5; 54.0; y 52.9 %.a) A través de las determinaciones del valor medio, la media geométrica y la mediana. ¿Cuál de estos

valores es el más exacto? (2,5 ptos)b) Determina la desviación estándar y el límite de seguridad para este trabajo de análisis ( Con

t = 1.86 de 90% de nivel de probabilidad ). (2,5 ptos)

5. En una solución preparada de caparrosa verde FeSO4 . 7 H2O, el hierro divalente fue oxidado con el ácido nítrico a hierro trivalente, y luego precipitado como hidróxido y calcinado. El peso del precipitado calcinado de Fe2O3 resultó igual a 0,2662 g. Escribir las ecuaciones de las reacciones (2 ptos) calcular el contenido en la solución inicial de a) Fe++ (1,5 ptos) b) FeSO4. 7 H20 (1,5 ptos)

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