Conducción: Ejercicios tipo Examen

1. A través de un tubo de acero (AISI 1010 k: 0.04 W/ m K), de 60 mm de diámetro interior y 75 mm de diámetro exterior, fluye vapor que mantiene la superficie interna a una temperatura de 250°C. y la temperatura superficial del lado externo de la tubería es 20°C. ¿Cuál es la pérdida de calor por unidad de longitud de tubo? ¿Qué porcentaje se perdería de colocar 2cm de un material de  conductividad k: 0,05 W/mK?

2. Un medidor de flujo de calor colocado en la puerta de un refrigerador que tiene 3 cm de espesor indica que hay un flujo de calor de 25 W/m2 y que las temperaturas del interior y exterior de la puerta son 7ºC y 28 ºC. Calcule la conductividad de la puerta del aislante y además cuánto de otro material  aislatnte (k: 0,31 W/mK) sería necesario si se desea disminuir un 60 % el flujo de calor.

3. Un recipiente esférico hueco de hierro (k: 80,2 W/mK) con diámetro exterior de 20cm y espesor de 0,4 cm, se llena con agua convertida en hielo a 0ºC. si la temperatura de la superficie exerior es 5ºC, determine la velocidad de pérdida de calor desde la esfera y la velocidad a la cual se funde el hielo en el recipiente sabiendo que el calor de fusión es 333.7 KJ/Kg.

                

4. Fluye vapor de agua por un tubo de acero (k: 41 W/mK) cuyos diámetros interior y exterior son 10 y 12 cm respectivamente, sabiendo que la internamente el tubo alcanza los 150ºC y el medio ambiente mantiene externamente la tubería en 20ºC. Calcular el espesor de aislamiento ( k:0.038 W/mK) que asegura una reducción del 95% en la pérdida de calor.