PRUEBAS DE ACCESO A LA UNIVERSIDAD L.O.G.S.E.

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1 PRUEBAS DE ACCESO A LA UNIVERSIDAD L.O.G.S.E. CURSO CONVOCATORIA: JUNIO MATERIA: TECNOLOGÍA INDUSTRIAL II Los alumnos deberán elegir una de las dos opciones. Cada ejercicio vale.5 puntos. OPCIÓN A Ejercicio a) Calcule la fuerza, en kn, que hay que aplicar a un cable de 0 m de longitud y 5 mm de sección, para que se alargue.0 mm. El módulo de elasticidad del material vale GPa ( punto). b) Calcule la dureza Brinell de un material, en kp/mm, si una bola de acero de diámetro D= cm, sometida a una fuerza de 50 kn durante 0 segundos, deja una huella de profundidad f=.6 mm. Exprese la dureza según la norma. Recuerde que el área que deja la bola de un ensayo Brinell viene dada por la expresión A=πDf. Considere g=9.8 m/s ( punto). c) En un ensayo de resiliencia se utiliza un péndulo de Charpy provisto de un martillo de 0 kg que se deja caer desde una altura de. m. Después de romper una probeta de cm de sección el martillo sube hasta una altura de 5 cm. Cuánto vale, en J/mm, la resiliencia del material que se utiliza en el ensayo? Considere g=9.8 m/s (0.5 puntos). Ejercicio Un motor de gasolina consume 0 l/h. El poder calorífico de la gasolina es de 9900 kcal/kg y su densidad 0.68 g/cm. Si su rendimiento global es del 0 %, determine: a) La energía extraída del combustible por unidad de tiempo ( punto). b) La potencia proporcionada por el motor expresada en vatios ( punto). c) El par motor cuando gira a 500 rpm (0.5 puntos). Ejercicio Se dispone de un depósito de grandes dimensiones presurizado a 0 kpa. Está provisto de dos orificios de desagüe A y B, situados respectivamente a m y m por debajo de la superficie libre del agua, tal como se muestra en la figura adjunta. Los diámetros de los chorros de agua que salen por los orificios A y B son de 0 mm y 0 mm, respectivamente. Suponiendo que el agua se comporta como un fluido ideal en régimen estacionario, y considerando g=9.8 m/s y ρ Agua =05 kg/m, calcule: a) La velocidad que tiene el agua en los orificios A y B, en m/s ( punto). b) La altura h que alcanza el agua que sale por el orificio A, en metros (0.5 puntos). c) El volumen de agua que sale del depósito en 0 minutos, en m ( punto). Aire Agua 0 kpa m A 0 mm 60 mm h m B 0 mm Ejercicio Se pretende construir un circuito combinacional de control de paro automático del motor de un ascensor de un edificio. El funcionamiento del motor depende de variables. En primer lugar, de que la puerta del ascensor esté abierta o cerrada (A); en segundo lugar, del peso de las personas que suben al ascensor (P); en tercer lugar, de que alguna de las persona haya pulsado los pulsadores de las distintas plantas (B); y por último, de la temperatura del motor (T). El motor se parará automáticamente siempre que la puerta del ascensor esté abierta, o bien se sobrepase el peso máximo, que es de 800 kg. T Temperatura; P peso; A puerta; B pulsador de planta a) Calcule la función lógica de salida de paro automático del motor del ascensor ( punto). b) Simplifique la función lógica mediante el método de Karnaugh ( punto). c) Implemente el circuito con puertas lógicas universales NAND (0.5 puntos).

2 OPCIÓN B Ejercicio a) Calcule la fuerza, en kn, que hay que aplicar a un cable de m de longitud y 78.5 mm de sección, para que se alargue. mm. El módulo de elasticidad del material vale 85 GPa ( punto). b) Determine la diagonal de la huella (d), en mm, que deja la punta piramidal de diamante utilizada en un ensayo de dureza Vickers, sabiendo que el resultado del ensayo expresado según la norma es 50.6HV Recuerde que en un ensayo de Vickers, el área de una huella de diagonal d es A=d /.85 ( punto). c) Calcule la sección de la probeta, en mm, utilizada en un ensayo de resiliencia, teniendo en cuenta que la masa de 5 kg del péndulo de Charpy que cae desde una altura de 50 cm, sube hasta una altura de 0.5 m después de la colisión. La resiliencia del material vale 9 J/cm. Considere g=9.8 m/s (0.5 puntos). Ejercicio Un motor eléctrico de corriente continua con excitación en derivación tiene las siguientes características: - Potencia útil, P U = 5 CV - Tensión de alimentación, U= 0 V - Intensidad absorbida de la red, I abs = 95 A - Frecuencia, ω =50 rpm - Resistencia del inducido, R i = 0. Ω - Resistencia del devanado de excitación, R exc = 0 Ω Determine, para el funcionamiento del motor a plena carga: a) El valor de la fuerza contraelectromotriz ( punto). b) La potencia perdida por efecto Joule en los devanados (pérdidas del cobre) y el rendimiento del motor ( punto). c) El par útil (0.5 puntos). Nota: Despreciar en este problema la caída de tensión en las escobillas y la resistencia del reóstato de arranque y de los polos auxiliares. Ejercicio Por la tubería ramificada que se muestra en la figura, fluye un aceite de uso industrial, cuya z = m densidad vale 906 kg/m. Los puntos y se Q =7 /s encuentran al mismo nivel, en tanto que los puntos p =5 kpa y están a m y m, respectivamente, por A =0.00 m encima de aquéllos. Suponiendo que el aceite se Q =0 /s comporta como un fluido ideal en régimen p =0 kpa estacionario, tomando g=9.8 m/s, y teniendo en cuenta los valores que se indican en la figura, calcule: a) Las velocidades en las secciones y, en m/s ( punto). b) La presión p en la sección, en kp/cm (0.5 puntos). c) La velocidad y la presión en la sección, en m/s y kp/cm respectivamente ( punto). z z = m A =0.005 m v = m/s z A =x0 - m Ejercicio Se pretende diseñar un sistema de control de apertura automática de una puerta de un garaje de una nave industrial para vehículos pesados. Dicha apertura depende de tres sensores. El primero detecta la presencia de un vehículo, el segundo la altura del mismo y el tercero su peso. Un en el sensor de presencia indica que hay un vehículo; un en el sensor de altura indica que el vehículo excede los dos metros de altura; un en el sensor de peso indica que el vehículo supera las dos toneladas. La puerta sólo se debe abrir cuando haya un vehículo esperando que además supere las dos toneladas de peso. a) Calcule la función lógica de salida del sistema de control de apertura de la puerta ( punto). b) Simplifique la función lógica mediante el método de Karnaugh ( punto). c) Implemente el circuito con puertas lógicas universales (0.5 puntos).

3 Ejercicio -A-JUN-009 a) Calcule la fuerza, en kn, que hay que aplicar a un cable de 0 m de longitud y 5 mm de sección, para que se alargue.0 mm. El módulo de elasticidad del material vale GPa ( punto). b) Calcule la dureza Brinell de un material, en kp/mm, si una bola de acero de diámetro D= cm, sometida a una fuerza de 50 kn durante 0 segundos, deja una huella de profundidad f=.6 mm. Exprese la dureza según la norma. Recuerde que el área que deja la bola de un ensayo Brinell viene dada por la expresión A=πDf. Considere g=9.8 m/s ( punto). c) En un ensayo de resiliencia se utiliza un péndulo de Charpy provisto de un martillo de 0 kg que se deja caer desde una altura de. m. Después de romper una probeta de cm de sección el martillo sube hasta una altura de 5 cm. Cuánto vale, en J/mm, la resiliencia del material que se utiliza en el ensayo? Considere g=9.8 m/s (0.5 puntos). a) b) Dureza Brinell normalizada: 00.5HB c)

4 Ejercicio -A-JUN-009 Un motor de gasolina consume 0 l/h. El poder calorífico de la gasolina es de 9900 kcal/kg y su densidad 0.68 g/cm. Si su rendimiento global es del 0 %, determine: a) La energía extraída del combustible por unidad de tiempo ( punto). b) La potencia proporcionada por el motor expresada en vatios ( punto). c) El par motor cuando gira a 500 rpm (0.5 puntos). a) La cantidad de gasolina que el motor consume en una hora es: por tanto: = l 000cm g = kg gasolina mɺ h l cm h kg kcal kcal Qɺ c = = 670 h kg h Wɺ kcal kcal b) Como η = Wɺ = ηqɺ c Wɺ = = 096 Qɺ h h c este es trabajo realizado por el motor por unidad de tiempo, es decir la potencia, que expresada en vatios vale: c) El par motor cuando gira a 500 rpm kcal h.8kj P = 096.5kW h 600 s kcal M P W 60 ω π 500rpm π u = = = 6.Nm

5 Ejercicio -A-JUN-009 Se dispone de un depósito de grandes dimensiones presurizado a 0 kpa. Está provisto de dos orificios de desagüe A y B, situados respectivamente a m y m por debajo de la superficie libre del agua, tal como se muestra en la figura adjunta. Los diámetros de los chorros de agua que salen por los orificios A y B son de 0 mm y 0 mm, respectivamente. Suponiendo que el agua se comporta como un fluido ideal en régimen estacionario, y considerando g=9.8 m/s y ρ Agua =05 kg/m, calcule: a) La velocidad que tiene el agua en los orificios A y B, en m/s ( punto). b) La altura h que alcanza el agua que sale por el orificio A, en metros (0.5 puntos). Aire Agua 0 kpa m A 0 mm 60 mm h m B 0 mm c) El volumen de agua que sale del depósito en 0 minutos, en m ( punto). Air a) Se aplica la ecuación de Bernoulli a las líneas de corriente -A y -B, teniendo en cuenta que: p = 0 0 Pa v = 0 m / s p A = 0 Pa p B = 0 Pa m 0 0 (v A ) = va = 6.60 m / s h Agu A m 0 0 (v B ) = vb = 7.8 m / s teniendo en cuenta que: B b) Se aplica la ecuación de Bernoulli entre -, p = 0 0 Pa; v = 0 m / s y p = 0 Pa; v = 0 m / s = h h =.05 m π - - c) El caudal que sale por el orificio A será: Q A = (0 0 ) 6.60 = m / s π - El caudal que sale por el orificio B será: Q B = (0 0 ) 7.8 = 0.0 m / s El caudal que sale del depósito será: Q TOTAL = Q A + Q B = 0.07 m / s 7. l / s El volumen de agua que sale del depósito en 0 minutos será: V = Q 800 m TOTAL

6 Ejercicio -A-JUN-009 Se pretende construir un circuito combinacional de control de paro automático del motor de un ascensor de un edificio. El funcionamiento del motor depende de variables. En primer lugar, de que la puerta del ascensor esté abierta o cerrada (A); en segundo lugar, del peso de las personas que suben al ascensor (P); en tercer lugar, de que alguna de las persona haya pulsado los pulsadores de las distintas plantas (B); y por último, de la temperatura del motor (T). El motor se parará automáticamente siempre que la puerta del ascensor esté abierta, o bien se sobrepase el peso máximo, que es de 800 kg. T Temperatura; P peso; A puerta; B pulsador de planta a) Calcule la función lógica de salida de paro automático del motor del ascensor ( punto). b) Simplifique la función lógica mediante el método de Karnaugh ( punto). c) Implemente el circuito con puertas lógicas universales NAND (0.5 puntos). T P A B MOTOR AB TP MOTOR = A + P F = A + P = A P A P U SN700 U SN700 U SN700

7 Ejercicio -B-JUN-009 a) Calcule la fuerza, en kn, que hay que aplicar a un cable de m de longitud y 78.5 mm de sección, para que se alargue. mm. El módulo de elasticidad del material vale 85 GPa ( punto). b) Determine la diagonal de la huella (d), en mm, que deja la punta piramidal de diamante utilizada en un ensayo de dureza Vickers, sabiendo que el resultado del ensayo expresado según la norma es 50.6HV Recuerde que en un ensayo de Vickers, el área de una huella de diagonal d es A=d /.85 ( punto). c) Calcule la sección de la probeta, en mm, utilizada en un ensayo de resiliencia, teniendo en cuenta que la masa de 5 kg del péndulo de Charpy que cae desde una altura de 50 cm, sube hasta una altura de 0.5 m después de la colisión. La resiliencia del material vale 9 J/cm. Considere g=9.8 m/s (0.5 puntos). a) b) c)

8 Ejercicio -B-JUN-009 Un motor eléctrico de corriente continua con excitación en derivación tiene las siguientes características: - Potencia útil, P U = 5 CV - Tensión de alimentación, U= 0 V - Intensidad absorbida de la red, I abs = 95 A - Frecuencia, ω =50 rpm - Resistencia del inducido, R i = 0. Ω - Resistencia del devanado de excitación, R exc = 0 Ω Determine, para el funcionamiento del motor a plena carga: a) El valor de la fuerza contraelectromotriz ( punto). b) La potencia perdida por efecto Joule en los devanados (pérdidas del cobre) y el rendimiento del motor ( punto). c) El par útil (0.5 puntos). Nota: Despreciar en este problema la caída de tensión en las escobillas y la resistencia del reóstato de arranque y de los polos auxiliares. a) Según se deduce del esquema del motor derivación se cumplirá que U U = E' + RI i i U = RexcIexc I = I + I abs i exc R exc I exc M I abs E La intensidad de excitación es, por tanto I exc U 0 V = = =.8 A R 0Ω exc R i I i Por tanto, Ii = Iabs Iexc = 95 A.8 A = 9.7 A con lo que, b) Las pérdidas por efecto Joule son: Cu exc exc i i i i ( ) E' = U RI = 0V 0.Ω 9.7A = 0.7 V ( ) ( ) ( ) ( ) P = R I + RI = 0Ω.8 A + 0.Ω 9.7 A 70 W =.7kW c) c) El par útil vale: M η P CV Pabs 0 V 95 A W = u = CV P CV 60 ω π 50rpm π W = u = CV = 00 88%.Nm

9 Ejercicio -B-JUN-009 Por la tubería ramificada que se muestra en la figura, fluye un aceite de uso industrial, cuya densidad vale 906 kg/m. Los puntos y se encuentran al mismo nivel, en tanto que los puntos y están a m y m, respectivamente, por encima de aquéllos. Suponiendo que el aceite se comporta como un fluido ideal en régimen estacionario, tomando g=9.8 m/s, y teniendo en cuenta los valores que se indican en la figura, calcule: A =0.00 m Q =0 /s p =0 kpa z = m Q =7 /s p =5 kpa z z = m A =0.005 m v = m/s z A =x0 - m a) Las velocidades en las secciones y, en m/s ( punto). b) La presión p en la sección, en kp/cm (0.5 puntos). c) La velocidad y la presión en la sección, en m/s y kp/cm respectivamente ( punto). Q a) 0. v = v = = 6 m / s A 0.00 Aplicando la ecuación de Bernoulli entre -: 0 0 (6) 5 0 (v ) : = + + v = 7.8 m / s b) Aplicando la ecuación de Bernoulli entre (6) p () : = + + p =.8 kpa 0. kp / cm c) A partir de la ecuación de continuidad: Q = Q + Q + Q Q = 0.08 m / s = 8 l / s Q 0.08 v = v = = 9. m / s A 0.00 Aplicando la ecuación de Bernoulli entre y se tiene: 0 0 (6) p (9.) : = p = 6.85 kpa = 0.7 kp / cm

10 Ejercicio -B-JUN-009 Se pretende diseñar un sistema de control de apertura automática de una puerta de un garaje de una nave industrial para vehículos pesados. Dicha apertura depende de tres sensores. El primero detecta la presencia de un vehículo, el segundo la altura del mismo y el tercero su peso. Un en el sensor de presencia indica que hay un vehículo; un en el sensor de altura indica que el vehículo excede los dos metros de altura; un en el sensor de peso indica que el vehículo supera las dos toneladas. La puerta sólo se debe abrir cuando haya un vehículo esperando que además supere las dos toneladas de peso. a) Calcule la función lógica de salida del sistema de control de apertura de la puerta ( punto). b) Simplifique la función lógica mediante el método de Karnaugh ( punto). c) Implemente el circuito con puertas lógicas universales (0.5 puntos). c b a F a-> peso; b-> altura; c-> presencia a cb NAND F = a c = a c a c U8 SN700 U9 SN700 NOR F = a c = a + c a c U8 SN70 U9 SN70 U0 SN70