Se desea transportar metal líquido a través de una tubería

Se desea transportar metal líquido a través de una tubería empotrada en una pared en un punto
en que la temperatura es de 650 K. La superficie interior de la pared de 1.2 cm de espesor,
construida con un material cuya conductividad térmica varía con la temperatura de acuerdo con
k=0.073(1+0.0054 T), donde T está dada en K y k en W/m·K, se mantiene a una temperatura de
925 K. La superficie exterior se halla expuesta a aire a una temperatura de 300 K con un
coeficiente h=23 W/m2K. ¿A qué distancia de la superficie caliente debe localizarse la tubería?
¿Cuál es el flujo de calor para la pared?
Se quiere diseñar un calentador de 10 kW que utiliza alambre de nicromo. La superficie del
nicromo debe limitarse a una temperatura máxima de 1650 K. Otros criterios son los siguientes: h
mínimo de 850 W/m2K, temperatura mínima del aire circundante de 370 K. La resistividad del
nicromo es de 110 ·cm y se dispone de una fuente de 12 V para alimentar al calentador.
a) ¿Qué calibre (grosor) de alambre se necesita si el calentador debe ser de una pieza de 0.6 m de
largo?
b) ¿Qué longitud de alambre de calibre 14 se necesita para satisfacer estos criterios de diseño?
c) ¿Cuáles serán las respuestas a los incisos anteriores si h=1150 W/m2K?
En un recipiente esférico aislado que tiene un respiradero a la atmósfera se almacena nitrógeno
líquido a 77 K. El recipiente se construye con un material de paredes delgadas con un diámetro
exterior de 0.5 m y recubierto con 25 mm de aislante (k=0.002 W/m K) en su superficie exterior. El
calor latente del nitrógeno es de 200 kJ/kg; su densidad en fase líquida es de 804 kg/m3. Si el
medio circundante se encuentra a 25ºC y el coeficiente h=18 W/m2K en la superficie exterior,
¿cuál será la proporción de nitrógeno líquido que se evapore? Si se desea reducir esta evaporación
a la mitad, ¿qué grosor adicional de aislante se requerirá?
Un ángulo de acero de 13 x 13 cm se fija a una pared a 600 K. El aire que lo rodea está a 300 K y el
coeficiente h es de 45 W/m2 K. a) Graficar el perfil de temperatura en el ángulo, suponiendo que
la caída de temperatura a través del lado que se encuentra fijo a la pared es despreciable. B)
Determinar la pérdida de calor a través de los lados del ángulo que sobresalen de la pared.
Grosor=1.59 cm
13 cm