201108Manura Ramirez09 Equations 3-79 est´ a fluyendo vapor de agua a trav´ es de un tubo de acero (k=8.7[Btu/(h*ft* ◦ F)]) cuyos di´ ametros interior y exterior sen 3.5[in] y 4[in], respectivamente, en eun medio a 55[ ◦ F]. El tubo est´ a aislado con fibra de vidrio(k=0.02[Btu/(h*ft* ◦ F)]) de 2[in] de espesor. Si los coeficientes de transferencia de calor sobre el interior y exterior del tubo son 30 y 5 [Btu/(h*(ft 2 )* ◦ F)], respectivamente, determine la raz´ on de la p´ erdida de calor del vapor por pie de longitud del tubo. ¿Cu´ al es el error en que se incurre al despreciar la resistencia t´ ermica del tubo del tubo de acero en los c´ alculos? Los datos del problema se muestran a continuaci ´ on k ac =8.7 [Btu/ (h · ft · ◦ F)] (1) φ int =3.5 [in] (2) φ ext = 4 [in] (3) T 1 = 55 [ ◦ F] (4) k fv =0.02 [Btu/ (h · ft · ◦ F)] (5) φ fv = 2 [in] (6) h int = 30 Btu/ ( h · ( ft 2 ) · ◦ F ) (7) h ext =5 Btu/ ( h · ( ft 2 ) · ◦ F ) (8) T vapor = 450 [ ◦ F] (9) Consideramemos el tubo de un largo de 1[ft], ya que se quiere saber le p´ erdida de calor por [ft] L = 1 [1ft] (10) Las ´ areas (en [ft 2 ])estan dadas por: 12 [in]=1[ft] A=3.1416*φ*L/12 A int =3.1416 · φ int · L/12 (11) A ext =3.1416 · φ ext · L/12 (12) Ahora bien, cada una de las resistencias est´ a dada por: R int = 1 h int · A int (13) R tubo = ln (φ ext /φ int ) 2 · 3.1416 · k ac · L (14) R ais = ln (φ ext /φ fv ) 2 · 3.1416 · k fv · L (15) R ext = 1 h ext · A ext (16) 1
3-79 esta fluyendo vapor de agua a traves de un tubo de acero
(k=8.7[Btu/(h*ft*F)]) cuyos diametros interior y exterior
sen3.5[in] y 4[in], respectivamente, en eun medio a 55[F]. El tubo
esta aislado con fibra de vidrio(k=0.02[Btu/(h*ft*F)]) de2[in] de
espesor. Si los coeficientes de transferencia de calor sobre el
interior y exterior del tubo son 30 y 5
[Btu/(h*(ft2)*F)],respectivamente, determine la razon de la perdida
de calor del vapor por pie de longitud del tubo. Cual es el error
en quese incurre al despreciar la resistencia termica del tubo del
tubo de acero en los calculos?
Los datos del problema se muestran a continuacion
kac = 8.7 [Btu/ (h ft F)] (1)int = 3.5 [in] (2)
ext = 4 [in] (3)
T1 = 55 [F] (4)
kfv = 0.02 [Btu/ (h ft F)] (5)fv = 2 [in] (6)
hint = 30[Btu/
(h (ft2) F)] (7)
hext = 5[Btu/
(h (ft2) F)] (8)
Tvapor = 450 [F] (9)
Consideramemos el tubo de un largo de 1[ft], ya que se quiere
saber le perdida de calor por [ft]
