Cilindro Y Rcr

3-66C ¿Qué es un cilindro infinitamente largo? ¿Cuándo resulta apropiado tratar un cilindro real como si fuera infinitamente largo y cuándo no lo es? Cuando el diámetro del cilindro es muy pequeño en comparación con su longitud, puede tratarse como un cilindro infinitamente largo. Las varillas cilíndricas también se pueden tratar como infinitamente largas cuando se trata de transferencia de calor en lugares alejados de las superficies superiores o inferiores. Sin embargo, no es apropiado usar este modelo cuando se encuentran temperaturas cerca de la parte inferior y la parte superior del cilindro. 3-67C Considere un cilindro corto cuyas superficies superior e inferior están aisladas. El cilindro está inicialmente a una temperatura uniforme Ti y está sujeto a convección desde su superficie lateral hacia un medio que está a la temperatura T_, con un coeficiente de transferencia de calor de h. ¿La transferencia de calor en este cilindro corto es unidimensional o bidimensional? Explique. La transferencia de calor en este cilindro corto es ne-dimensional ya que no habrá transferencia de calor en las direcciones axial y tangencial 3-68C ¿Puede aplicarse el concepto de resistencia térmica para un cilindro sólido o esfera en operación estacionaria? Explique No. En el funcionamiento estable, la temperatura de un cilindro o esfera sólida no cambia en la dirección radial (a menos que haya generación de calor). Radio crítico de aislamiento 3-87C ¿Qué es el radio crítico de aislamiento? ¿Cómo se define para una capa cilíndrica? 3-87C En una tubería cilíndrica o una carcasa esférica, el aislamiento adicional aumenta la resistencia de conducción del aislamiento, pero disminuye la resistencia a la convección de la superficie debido al aumento en el área de la superficie exterior. Debido a estos efectos opuestos, un radio crítico de aislamiento se define como el radio exterior que proporciona la tasa máxima de transferencia de calor. Para una capa cilíndrica, se define como hkrcr / = donde k es la conductividad térmica del aislamiento y h es el coeficiente de transferencia de calor de convección externo. 3-88C Un tubo está aislado de modo que el radio exterior del aislamiento es menor que el radio crítico. Ahora se quita el aislamiento aislamiento.¿La razón de la transferencia de calor del tubo aumentará o disminuirá para la misma temperatura superficial de éste? 3-88C Disminuirá. 3-89C Un tubo está aislado para reducir la pérdida de calor de él. Sin embargo, las mediciones indican que la razón de la pérdida de calor ha aumentado en lugar de decrecer. ¿Pueden estar correctas las mediciones? 3-89C Sí, las medidas pueden ser correctas. Si el radio de aislamiento es menor que el radio crítico de aislamiento de la tubería, la tasa de calor aumentará. 3-90C Considere un tubo a temperatura constante cuyo radio es mayor que el radio crítico de aislamiento. Alguien afirma que la razón de la pérdida de calor del tubo ha aumentado cuando se agrega algo de aislamiento a éste. ¿Es válida esta afirmación? no 3-91C Considere un tubo aislado expuesto a la atmósfera. ¿El radio crítico de aislamiento será mayor en los días calmados o en aquellos en los que hay viento? ¿Por qué? Para una tubería cilíndrica, el radio crítico de aislamiento se define como hkrcr / =. En días ventosos, el coeficiente de transferencia de calor por convección externa es

mayor en comparación con los días de calma. Por lo tanto, el radio crítico de aislamiento será difícil en días de calma