Pregunta: 1. Una tubería de 4 cm de diámetro interior y 1 cm de espesor se utiliza para transportar vapor sobrecalentado a 220 oC de temperatura para generación termoeléctrica. El coeficiente de transferencia de calor por convección del vapor al cobre es de 120 W/m2 oC. El aire exterior extrae calor de la tubería con un coeficiente de transferencia de calor de 20 W/m2

1. Una tubería de 4 cm de diámetro interior y 1 cm de espesor se utiliza para transportar vapor sobrecalentado a 220 oC de temperatura para generación termoeléctrica. El coeficiente de transferencia de calor por convección del vapor al cobre es de 120 W/m2 oC. El aire exterior extrae calor de la tubería con un coeficiente de transferencia de calor de 20 W/m2 oC y la temperatura ambiente es de 40 oC. La conductividad térmica de la tubería es de 5 W/m oC

a) Encuentre la temperatura en las superficies interior y exterior de la tubería en estado estacionario. 𝑇(𝑟 ₁ ) = ______________________ 𝑇(𝑟 ₁ ) = ______________________

b) Encuentre el flujo de calor a través de la tubería en el estacionario, suponiendo que la tubería tiene una longitud de 20 m. Este flujo térmico representa el calor que se pierde a través de la tubería y representa la energía desperdiciada.

Flujo de calor = ______________________

c) Para reducir las pérdidas de calor, la tubería debe ser reemplazada por otro material. Suponiendo que la tubería nueva tiene el mismo espesor que la original, ¿cuál debe ser la conductividad térmica del nuevo material para ahorrar el 80% del calor perdido a través de la tubería original?

ktubo = _______________________