EXERCICIS DE TECNOLOGIA INDUSTRIALPer entregar el dia 11/01/2011

Exercici 1

Una estufa elèctrica té un commutador de 3 posicions per a seleccionar la potència que subministra. En la figura es mostra el circuit elèctric d’aquesta estufa, format per dues resistències elèctriques de valors R1 = 27 Ω i R2 = 54 Ω i alimentat a U = 230 V. En funció de la posició del commutador, el terminal A es connecta a 0, 1 o 2 resistències. Determineu, per a la posició 2 del commutador:a) La resistència equivalent Req del circuit. b) El corrent I consumit per l’estufa.c) La potència P subministrada per l’estufa. Si el preu del kW·h és p = 0,087 €/(kW·h), determineu:d) El cost econòmic c de mantenir l’estufa encesa durant t = 2 h.

Exercici 2En una planta d’aprofitament de biomassa es reben cada dia m = 70 · 103 kg de residusvegetals que tenen un poder calorífic mitjà p = 11,5 MJ/kg. La planta produeix electricitat amb un rendiment ηelèc = 0,29 i la resta d’energia s’aprofita amb un rendiment ηtèrmic = 0,75 per a escalfar aigua. La calor específica de l’aigua és ce = 4,18 J/(g ºC) i la temperatura s’incrementa en Δt = 35 ºC. Determineu:a) L’energia elèctrica Eelèc, en MW·h, produïda en un dia i la potència elèctrica Pelèc mitjana. b) La quantitat d’aigua, en kg, escalfada en un dia. c) El cabal mitjà q, en l/s, d’aigua escalfada.

Exercici 3Per guarnir un carrer s’han instal·lat 50 garlandes lluminoses com la de la figura, formada per 3 semicircumferències de tub lluminós. Aquest tub està format per petits elements lluminosos connectats en paral·lel i consumeix Ptub = 40 W/m quan es connecta a U = 230 V. Determineu:a) La longitud L de tub lluminós d’una garlanda i la longitud total L t emprada per fer-ne 50.

b) La potència P consumida per una garlanda i la potència total P t de les 50 garlandes. c) L’energia E, en kW·h, que consumeixen les 50 garlandes en t = 5 h d’estar enceses.

Exercici 4

Un automòbil té les rodes de diàmetre d = 762 mm i quan circula amb la 5a marxa la relació de transmissió entre la velocitat de rotació de les rodes i la del motor és i = 0,38. Si l’automòbil circula amb aquesta marxa i en un cert instant el motor gira a nm = 1900 min–1 i desenvolupa una potència P = 20 kW, determineu:a) La velocitat de rotació de les rodes. b) La velocitat d’avanç v de l’automòbil, en km/h. c) El parell del motor. El règim de funcionament del motor és 1250 min-1 ≤nm ≤ 4500 min-1, determineu:d) Les velocitats mínima vmín i màxima vmàx, en km/h, d’avanç de l’automòbil amb la 5a marxa.

Exercici 5

En un anunci publicitari es penja un camió de massa m = 3 500 kg, tal com s’indica en lafigura, i es manté en repòs en aquesta posició. Si es negligeix la massa dels cables, determineu:a) Els angles indicats. b) Les forces F1 i F2 que suporten els cables O1C i O2C, respectivament. c) Si el cable té un diàmetre d = 15 mm, les tensions normals 1 i 2 a què estansotmesos els cables O1C i O2C a causa de la força que fan.

Exercici 6Un generador elèctric està format per un motor de benzina i un alternador elèctric monofàsic.L’eix del motor està unit directament a l’eix de l’alternador. En el full de característiques del generador s’indiquen, entre altres, les dades nominals següents:Potència elèctrica, Pelèctr = 6 000 W Potència del motor, Pm = 9 200 WFreqüència de gir, n = 3 000 min–1 Capacitat del dipòsit, V = 6,5 l Autonomia, taut = 2,5 hLa benzina utilitzada té un poder calorífic pc = 46 MJ/kg i una densitat de 0,85 kg/dm3. Determineu:a) El rendiment de l’alternador ηalt. b) El rendiment del motor ηmotor. c) El consum específic del motor ce, en g/(kW · h), entès com la relació entre la quantitat de combustible consumit i l’energia mecànica produïda.