Pregunta: El vapor sobrecalentado a 575 C se transporta desde una caldera a la turbina de una central eléctrica a través de tubos de acero (k = 35 W/mK) con un diámetro interno de 300 mm y un espesor de pared de 30 mm. Para reducir la pérdida de calor al medio ambiente y mantener una temperatura de la superficie exterior segura al tacto, se aplica a los tubos una capa

El vapor sobrecalentado a 575 C se transporta desde una caldera a la turbina de una central eléctrica a través de tubos de acero (k = 35 W/mK) con un diámetro interno de 300 mm y un espesor de pared de 30 mm. Para reducir la pérdida de calor al medio ambiente y mantener una temperatura de la superficie exterior segura al tacto, se aplica a los tubos una capa de aislamiento de silicato de calcio (k = 0,10 W/mK), mientras que para reducir la degradación el aislamiento se envuelve en una fina papel de aluminio que tiene una emisividad de ε = 0,20. La temperatura del aire y de las paredes de la central eléctrica donde se ubican los tubos es de 27 C.
Suponiendo que la temperatura en la superficie interior de un tubo de acero corresponde a la del vapor y el coeficiente de convección fuera de la lámina de aluminio es de 6 W/m2K:
(a) Determine el espesor mínimo de aislamiento necesario para garantizar que la temperatura del aluminio no exceda los 50 °C.
(b) Determine la pérdida por unidad de longitud en el tubo.