Pregunta: Un esquema para la curación simultánea de corrientes de agua y aire separadas implica pasarlas a través de un tubo a lo largo de una serie de tubos, respectivamente, mientras la pared del tubo se calienta eléctricamente. Para aumentar la transferencia de calor del lado del gas, se colocan láminas anulares de perfil rectangular en la superficie exterior del

Un esquema para la curaci$ó$n simult$á$nea de corrientes de agua y aire separadas implica pasarlas a trav$é$s de un tubo a lo largo de una serie de tubos, respectivamente, mientras la pared del tubo se calienta el$é$ctricamente$.$ Para aumentar la transferencia de calor del lado del gas, se colocan l$á$minas anulares de perfil rectangular en la superficie exterior del tubo. La calefacci$ó$n se facilita con un adhesivo diel$é$ctrico que a$í$sla el$é$ctricamente las l$á$minas de la pared del tubo que transporta el agua. $($a$)$ Suponiendo una generaci$ó$n de calor volum$é$trica uniforme dentro de la pared del tubo, obtenga expresiones para la tasa de calor por unidad de longitud del tubo $($W$/$m$)$ en el interior.$(r_i)$ y exterior $(r_3)$ superficies de la pared. Exprese sus resultados en t$é$rminos de las temperaturas de las superficies interna y externa del tubo.$T_{s,j}$ y$T_{sa,}$ y otros par$á$metros pertinentes. $($b$)$ Obtenga expresiones que puedan usarse para determinar$T_{nd}$ y$T_{ns}$ en t$é$rminos de par$á$metros asociados con las condiciones del agua y del aire. $($c$)$ Considere las condiciones para las cuales el agua y el aire est$á$n a$T_{\infty ,}=T_{\infty ,}=300K,$ con coeficientes de convecci$ó$n correspondientes de$h_i=2000\frac{W}{m^2}*K$ y$h_a=100\frac{W}{m^2}=K$ El calor se disipa uniformemente en un tubo de acero inoxidable. $)=(15\frac{W}{m}-K,$ que tienen radios internos y externos de$r_i=25mm$ y$r_o=30$ mm$,$ y aletas de aluminio mm$)$ est$á$n unidas a la superficie exterior, con$R_{i,f}^{?}u={10}^{-4}{m}^2-\frac{K}{W}$ Determinar las velocidades de batido y las temperaturas en las superficies internas y externas en funci$ó$n de la velocidad de calentamiento volum$é$trico$.q^{\dot{}}.$ El l$í$mite superior para$q^{\dot{}}$ Estar$á$ determinado por las restricciones que$T_{si}$ no exceder el punto de ebullici$ó$n del agua$(100°C)$ y$T_{sp}$ No exceder la temperatura de descomposici$ó$n del adhesivo.$(250°C).$