7-71 Se va a calentar aire al pasarlo sobre un banco de tubos de 3 m de largo en el interior de los cuales se condensa vapor de agua a 100C. El aire se aproxima al banco en la direccin perpendicular a 20C y 1 atm, con una velocidad media de 5.2 m/s. El dimetro exterior de los tubos es de 1.6 cm y se encuentran dispuestos en forma escalonada con pasos longitudinal y transversal de SL = ST = 4 cm. Se tienen 20 filas en la direccin del flujo con 10 tubos en cada una de ellas. Determine a) la razn de la transferencia de calor, b) la cada de presin a travs del banco y c) la razn de la condensacin del vapor en el interior de los tubos.

7-72 Repita el problema 7-71 para la disposicin de alineados con SL =ST = 6 cm.

8-39 Determine el coeficiente de transferencia de calor por conveccin para el flujo de a) aire y b) agua a una velocidad de 2 m/s, en un tubo de 8 cm de dimetro y 7 m de longitud, cuando ese tubo est sujeto a flujo uniforme de calor desde todas las superficies. Use las propiedades del fluido a 25C.

8-41 Un ducto cuadrado de 8 m de largo, no aislado y con una seccin transversal de 0.2 m _ 0.2 m y una aspereza relativa de 108, pasa por el espacio del tico de una casa. Entra aire caliente al ducto a 1 atm y 80C, con un gasto volumtrico de 0.15 m3/s. La superficie del ducto es aproximadamente isotrmica a 60C. Determine la razn de la prdida de calor del ducto hacia el espacio del tico y la diferencia de presin entre las secciones de entrada y de salida del mismo.

8-55 Entra aire a una seccin de 7 m de largo de un ducto rectangular de 15 cm x 20 cm de seccin transversal, a 50C y a una velocidad promedio de 7 m/s. Si las paredes del ducto se mantienen a 10C, determine a) la temperatura de salida del aire, b) la razn de la transferencia de calor desde el aire y c) la potencia necesaria del ventilador para vencer las prdidas de presin en esta seccin del ducto.Respuestas: a) 32.8C, b) 3 674 W, c) 4.2 W

9-19 Una seccin de 10 m de largo de un tubo horizontal de agua caliente de 6 cm de dimetro pasa a travs de un cuarto grande cuya temperatura es de 27C. Si la temperatura y la emisividad de la superficie exterior del tubo son de 73C y 0.8, respectivamente, determine la razn de la prdida de calor desde0020el tubo por a) conveccin natural y b) radiacin.

9-47 Un foco incandescente es un aparato barato pero muy ineficiente que convierte la energa elctrica en luz. Transforma alrededor de 10% de la energa elctrica que consume en luz, mientras que convierte el 90% restante en calor. El bulbo de vidrio de la lmpara se calienta con mucha rapidez, como resultado de absorber todo ese calor y disiparlo hacia los alrededores por conveccin y radiacin. Considere un foco de 60 W, de 8 cm de dimetro, en un cuarto a 25C. La emisividad del vidrio es de 0.9. Suponiendo que 10% de la energa pasa a travs del bulbo de vidrio como luz, con absorcin despreciable, y que el resto de ella es absorbida y disipada por el propio bulbo por conveccin natural y radiacin, determine la temperatura de equilibrio de dicho bulbo de vidrio. Suponga que las superficies interiores del cuarto se encuentran a la temperatura ambiente.Respuesta: 169C

9-106 Se usa un tanque esfrico de 6 m de dimetro interno que est hecho de acero inoxidable (k _ 15 W/m C) para almacenar agua con hielo a 0C en un cuarto a 20C. Las paredes del cuarto tambin estn a 20C. La superficie exterior del tanque es negra (emisividad e _ 1) y la transferencia de calor entre la superficie exterior del mismo y los alrededores es por conveccin natural y radiacin. Suponiendo que todo el tanque de acero se encuentra a 0C y, por consiguiente, la resistencia trmica del mismo es despreciable, determine a) la razn de la transferencia de calor hacia el agua con hielo que est en el tanque y b) la cantidad de hielo a 0C que se funde durante un periodo de 24 h. El calor de fusin del agua es de 333.7 kJ/kg.Respuestas: a) 15.4 W, b) 3 988 kg

10-28 En una caldera en la que se quema gas se hierve a agua a 150C por medio de los gases calientes que fluyen por tubos de acero inoxidable pulido mecnicamente, de 50 m de largo y 5 cm de dimetro exterior que se encuentran sumergidos en el agua. Si la temperatura de la superficie exterior de los tubos es de 165C, determine a) la razn de la transferencia de calor de los gases calientes al agua, b) la velocidad de la evaporacin, c) la relacin del flujo crtico de calor al flujo actual de calor y d) la temperatura superficial del tubo al cual se presenta el flujo crtico de calor. Respuestas: a) 10 865 kW, b) 5.139 kg/s, c) 1.34, d) 166.5C

10-30I Se hierve agua a 250F por medio de un elemento elctrico niquelado de calentamiento, de 2 ft de longitud y 0.5 in de dimetro, que se mantiene a 280F. Determine a) el coeficiente de transferencia de calor en la ebullicin, b) la potencia elctrica consumida por el elemento de calentamiento y c) la velocidad de evaporacin del agua.

10-52I Vapor saturado de agua a 95F se condensa sobre las superficies exteriores de un arreglo de tubos horizontales por los cuales circula agua de enfriamiento. El dimetro exterior de los tubos es de 1 in y las superficies exteriores de los mismos se mantienen a 65F. Determine a) la razn de la transferencia de calor hacia el agua de enfriamiento que circula en los tubos y b) la razn de la condensacin del vapor por unidad de longitud de un solo tubo horizontal.

10-56 Vapor saturado de agua a 100C se condensa sobre una placa de 2 m x 2 m que est inclinada 40 con respecto a la vertical. La placa se mantiene a 80C enfrindola desde el otro lado. Determine a) el coeficiente de transferencia de calor promedio sobre la placa completa y b) la razn a la cual el condensado gotea de la placa por la parte de abajo.