Digamos que el vapor interior está a T grados K. La atmósfera exterior está a t grados K. Ahora, puedes imaginar la situación como una transferencia de calor entre estos dos fluidos con una serie de resistencias entre ellos.
Estas resistencias incluyen resistencia convectiva por vapor, resistencia conductiva por metal de pared de tubo (y aislamiento sobre él si está presente), nuevamente resistencia convectiva del aire circundante y también la resistencia radiativa. (En este caso, como también desea descubrir la transferencia de calor radiativo, primero debe asegurarse de que realmente sea tan importante como la convección, ya que las tuberías de transporte de vapor están aisladas para minimizar la pérdida de calor. Por lo tanto, la temperatura en la superficie del tubo exterior podría ser b para hacer que la radiación sea insignificante).
Las fórmulas individuales para todas estas resistencias se encontrarán en cualquier libro de texto de transferencia de calor. (Recomendaría Cengel).
Entonces, configure la ecuación como Q = ∆T / R.
Donde Q es la tasa de transferencia de calor que desea averiguar. R es la resistencia combinada explicada anteriormente.
Nota: para conocer las resistencias, aunque obtendrá todas las fórmulas, debe tener una gran cantidad de datos, por ejemplo, conductividad del vapor, viscosidad a la temperatura de funcionamiento y presión para conocer el coeficiente de transferencia de calor, la conductividad del tubo de metal, el coeficiente de transferencia de calor en lado del aire (se puede tomar h convectivo de las tablas estándar. Para la radiación, si se considera, necesitará emisividad de metal de tubo, etc.). Además, la temperatura del vapor variará a lo largo de la longitud de la tubería, lo que complicará el problema.
Un mejor enfoque sería, si te das cuenta de que la radiación puede descuidarse, entonces simplemente puedes tratar el problema como un intercambiador de calor. El fluido interior que está cambiando su temperatura a lo largo de la longitud y se acerca lentamente hacia los alrededores como en el caso de los condensadores. Para esto, puede obtener soluciones mucho más simples y listas para usar en el capítulo del intercambiador de calor.
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