UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA -UNAD Escuela de Ciencias Básicas Tecnología e Ingeniería Especialización en Procesos de Alimentos y Biomateriales Curso: Análisis Numérico Código: 201002 Trabajo Práctico 2 Como parte del proceso de construcción del conocimiento, se presenta el trabajo práctico 2, con los siguientes objetivos: Realizar la adopción de los conocimientos respecto al tema de Derivación Numérica Aplicar la metodología, ecuaciones y algoritmos para la derivación numérica. Utilizar conocimientos respecto al tema de uso y manejo de Excel. Ejercicio 1. Una barra de sección transversal rectangular tiene 60 mm por 90 mm en un lado y una conductividad térmica de 1 W/mK. Una de las superficies se expone a un proceso de convección con aire a 100 ºC y un coeficiente de convección de 100 W/m2K, mientras que las restantes se mantienen a 50ºC. A) Con un espaciado de malla de 30 mm, determine las temperaturas nodales y la transferencia de calor por unidad de longitud normal a la página en la barra desde el aire. B) Determine el efecto del espaciado de la malla sobre el campo de temperaturas y la transferencia de calor. De forma específica, considere un espaciado de malla de 15 mm. Para esta malla, explore el efecto de cambios en h sobre el campo de temperatura. T aire, h Tx Tx Tx 1 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA -UNAD Escuela de Ciencias Básicas Tecnología e Ingeniería Especialización en Procesos de Alimentos y Biomateriales Curso: Análisis Numérico Código: 201002 Ejercicio 2 Considere una barra larga de sección transversal cuadrada (0.8 m por lado) y de conductividad térmica 2 Wm.K. Tres de estos lados s mantienen a una temperatura uniforme de 300 ºC. El cuarto se expone a un fluido a 100 ºC para el que el coeficiente de transferencia de calor por convección es 10 W/m2K. a) Con una técnica numérica apropiada, y un espaciado de malla de 0,2 m, determine la temperatura del punto medio y la transferencia de calor entre la barra y el fluido por unidad de longitud de la barra b) Mediante la reducción del espaciado de la malla por un factor de 2, determine la temperatura del punto medio y la transferencia de calor. Elabore una gráfica de la distribución de temperaturas correspondiente a través de la superficie expuesta al fluido. También dibuje las isotermas de 200 y 250 ºC. Ejercicio 3 Un tubo por el que pasan gases de escape tiene una sección transversal cuadrada de 300 mm por lado. Las paredes son de ladrillo refractario de 150 mm de espesor con conductividad térmica de 0.85 W m.K. Calcule la perdida de calor por el tubo de escape por unidad de longitud cuando las superficies interior y exterior se mantienen a 350 y 25 ºC, respectivamente. Use un espaciado de malla de 25, 55 y 75 mm, compare resultados. Producto Esperado Archivo en Excel con el programa, verifique que funcione y que pueda revisarlo una vez sea enviado, asegúrese que lo envía en un formato de fórmulas y no de números. Documento en Word con la memoria de cálculo, incluyendo los algoritmos respectivos y creados para el programa. La ponderación de esta actividad es de 100 puntos, equivalentes al 20% del curso. En la agenda del curso podrá verificar la fecha límite de entrega del proyecto. Cordialmente Harvey Andrés Milquez Sanabria Director 2