Dudas con transferencia de calor

Se tiene un ducto el cual pasa por el espacio central de un serpentín con forma circular. El
ducto transporta vapor, el cual a la altura por donde pasa el serpentín se puede considerar
como un flujo completamente desarrollado. El vapor es transportado a 246°C y disipa calor
el cual calienta el aire a su alrededor. El aire calienta al serpentín de bronce, y éste termina
calentando el fluido que fluye por el serpentín.
El fluido que pasa por el serpentín se puede considerar que tiene un coeficiente de convección
de 55 W/m2
°C, además que su núcleo se encuentra a 30°C, y por las condiciones
operacionales, se tiene que la superficie interna del serpentín se encuentra a 38°C. El
serpentín es de bronce y tiene un espesor de 4 cm.
El ducto es de acero AISI 316, tiene un diámetro interno de 300 mm y el vapor circula con
un caudal de 0,6 m3
/s. Producto de la transferencia de calor, el aire entre el ducto y el
serpentín tiene una temperatura de 141,2°C
a) Determinar el espesor del ducto para que se cumpla la situación antes
mencionada.
b) Suponga que, por motivos operacionales, el vapor disminuye su caudal a 0,5
m3/s. Indique que medidas debería tomar para que la situación del encabezado se
mantenga, determinando el valor que deben alcanzar las variables seleccionadas
para estos fines.
c) Suponga que, usted debe hacer mantenimiento al ducto que transporta vapor,
y por disponibilidad existe acero simple al carbono. Suponiendo que la operación se
debe mantener como esta descrita en el encabezado, ¿Cuál debe ser el nuevo espesor
del ducto para que la operación continúe normalmente?
Hint:
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