II.1 Un conductor circular con los gases de escape de una caldera cruza verticalmente una habitación. Los humos tienen una temperatura de 350 ℃ y u...

II.1 Un conductor circular con los gases de escape de una caldera cruza verticalmente una habitación. Los humos tienen una temperatura de 350 ℃ y una velocidad de 1,5 ???? ????⁄ . Una pared de 2 ???? de ancho, con baja conductividad térmica (aislada) y negra a efectos de la tubería produce grietas por dilataciones en la pared anteriormente mencionada. Para subsanar este problema se debe mantener la pared a una temperatura no superior a 30 ℃ y se plantean dos soluciones posibles:
(a) Aislar exteriormente la tubería con unja capa de aislante de conductividad 0,02 ???? ???? ∙ ????⁄ negro en su cara exterior. Calcular el espesor de aislante necesario para mantener la pared a 30 ℃ [5 ????????????]
(b) Se coloca una placa metálica (muy alta conductividad) a modo de pantalla de radiación tal como se muestra en la Figura 2. La cara enfrentada a la pared se puede considerar negra y la enfrentada a la tubería tiene su emisividad ????. La pared desnuda de la tubería puede considerarse también negra. Determinar ???? para que la pared se siga manteniendo a 30 ℃. [6 ????????????]
El resto de la habitación puede suponerse un cuerpo negro a 20 ℃ y el aire se encuentra a la misma temperatura y una velocidad media de 0,2 ???? ????⁄


Figura 1 Figura 2


II.2 Aire a presión atmosférica circula a través de un banco de tubos en línea, constituido por 25 hileras de tubos en la dirección del flujo y 30 tubos por hilera. Los tubos tienen un diámetro de 2 ???????? y una longitud de 0,75 ????. La relación paso longitudinal/diámetro y paso transversal/diámetro es igual a 2. La temperatura y velocidad del aire antes de entrar en contacto con el banco de tubos son 45 ℃ y 5 ????/????. Por los tubos circula internamente vapor de agua a 150 ℃ a una velocidad de 0,5 ????/????. Si se supone que la caída de temperatura del aire es lineal, determine:
(a) Coeficiente de película medio en el interior de los tubos [4 ????????????]
(b) Coeficiente de película medio en el exterior de los tubos [3 ????????????]
(c) Perfil de temperatura en la superficie de los tubos en función del número de hileras [4 ????????????]
(d) Calor total transferido total [2 ????????????]
(e) Repita el procedimiento para configuración cruzada [6 ????????????]