Un gas a 450 K fluye en el interior de una tubería de acero, cédula 40, de 2 pulg de diámetro. La tubería está aislada con 5 1 mm de un revestimiento que tiene un valor medio de k de 0.0623 W/m . K. El coeficiente convectivo de transferencia de calor del gas en el interior de la tubería es 30.7 W/m * * K y el coeficiente convectivo en el exterior del revestimiento es 10.8. La temperatura del aire es 300 K. a) Calcule la pérdida de calor por unidad de longitud en 1 m de tubería, mediante resistencias.
b) Repita con el valor general de Uo basado en el área exterior A,.
alguien me lo puede resolver me urge
Respuestas
SOLUCIÓN :
Para resolver el ejercicio se procede a calcular la pérdida de calor por unidad de longitud en 1 m de tubería de la siguiente manera :
diámetro nominal = D= 2 pulg
diámetro externo = 2.375 pulg
diámetro interno = 2.067 pulg
rint = 2.067 pulg *0.0254 m/ 1 pulg = 0.1085 m/2 = 0.0263 m
r ext = 2.375 pulg * 0.0254 m/ 1 pulg = 0.0603 m/2 = 0.0301 m
r rev = 0.03 + 0.051 = 0.081 m
q = ΔT total / R total
A cilindro = 2*π*R*H
Rgas = 1/(ho*A ) = 1/( 30.7 W/m2ºK * 0.0263 *2*π* H = 0.197 m *ºK/W convección
R acero = Ln(r2/r1 )/( K * 2 *π* H ) = Ln( 0.03/0.026) /( 45 W/mºK*2*π*H) = 5.06*10-4 m*ºK/W conducción
Raislante = Ln( 0.081 / 0.03 )/( 0.0623 W/m*ºK*2*π*H) = 2.53 m ºK/W conducción
R aire = 1 /( 10.8 W/m2*ºK *0.081 *2*π*H )= 0.181 m *ºK/W Convección
q/H = ( 450 - 300 ) ºK /( 0.197 +5 .06*10⁻⁴ + 2.53 +0.181 ) m *ºK/W
q/H = 51.57 W/m .