UNAD Escuela de Ciencias Básicas Tecnología e Ingeniería

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
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