Pregunta: Vapor sobrecalentado a 575 C se transporta desde una caldera a la turbina de una central el ́ectrica a trav ́es de tubos de acero (k = 35 W/mK) de 300 mm de di ́ametro interior y 30 mm de espesor de pared. Para reducir la p ́erdida de calor al entorno y mantener una temperatura de la superficie exterior segura al tacto, se aplica una capa de aislamiento de

Vapor sobrecalentado a 575 C se transporta desde una caldera a la turbina de una central el ́ectrica a trav ́es de tubos de acero (k = 35 W/mK) de 300 mm de di ́ametro interior y 30 mm de espesor de pared. Para reducir la p ́erdida de calor al entorno y mantener una temperatura de la superficie exterior segura al tacto, se aplica una capa de aislamiento de silicato de calcio (k = 0.10 W/mK) a los tubos, mientras que para reducir la degradaci ́on del aislamiento ́este se envuelve en una l ́amina delgada de aluminio que tiene una emisividad de ε = 0.20. La temperatura del aire y de las paredes de la central el ́ectrica 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 convecci ́on fuera de la l ́amina de aluminio es de 6 W/m2K:

(a) Determine el espesor mínimo del aislamiento necesario para garantizar que la temperatura del aluminio no supere los 50 C.

(b) Determine la p ́erdida de por unidad de longitud en el tubo.