Figura 2.12 Aislamiento de una pared plana

Transcripción

1 Espeso citico de aislaiento Con uca fecuencia se plantea la situación de disinui el flujo de calo, po tal otivo a continuación discutieos los eleentos ás ipotantes paa lleva a feliz teino el diseño y la escoencia del aislante. Paa inicia la discusión coenzaeos pesentando el caso de añadi aislante a una paed plana, tal coo se uesta en la Fiua. a b A B a b Fiua. Aislaiento de una paed plana En la Fiua. se uesta una paed plana, ateial A, al cual se le aea un ateial aislante, B. a epesión paa el flujo de calo viene dado po: a b aa ba A Si la epesión anteio a, Ka, A y son conocidos se puede constui la áfica del flujo de calo vesus la lonitud del aislante, b,. En foa cualitativa la áfica luciía de la siuiente foa:

2 b Fiua. En ella se obseva ue en la edida ue b se inceenta, el flujo de calo disinuye. En el caso de ue la eoetía ue deseaos aisla sea de foa cilíndica, tendíaos la siuiente situación. aislante Fiua.4 Aislaiento de una eoetía cilíndica. a epesión del flujo de calo viene dada po:

3 i t a Si en la epesión anteio todas las vaiables se antienen fijas a ecepción de se tendía la siuiente áfica del flujo de calo en función del adio del aislante,. c Fiua.5 espeso citico de aislaiento En la Fiua.5 se obseva ue si la tubeía se encuenta desnuda, caacteizada po el eco ue se tiene un deteinado flujo de calo, si a la tubeía desnuda se le aea un aislante se obseva ue el flujo de calo epieza a auenta, contaio al objetivo buscado, este inceento del flujo de calo se sucede asta ue el flujo de calo alcanza un áio, ue se obtiene pecisaente cuando el adio del aislante,, coincide con el adio citico de aislaiento,, y es pecisaente a pati de valoes supeioes a, c c ue el flujo de calo coenzaa a disinui, tal coo se desea. Seún lo antes señalado la deteinación del adio citico de aislaiento es de vital ipotancia paa ealiza un adecuado aislaiento. a deteinación del adio citico de aislaiento se ealiza econociendo ue la esistencia téica debe alcanza un ínio, o sea ue:

4 te i t a Si en la epesión anteio se antiene todas las vaiables constantes a ecepción de, se obtendá un ínio paa c En téinos ateáticos se debe cupli ue: d te d ealizando la deivación antes señalada se tiene: dte d ( c ), ue siplificando se llea a: a c a Es deci el adio citico de aislaiento depende de la conductividad téica del ateial aislante y del coeficiente de tansfeencia de calo,, Paa ealiza una selección adecuada del aislante se debe veifica siepe ue el adio citico de aislaiento sea infeio al a dio de la tubeía desnuda. Ejeplo. Un aislaiento de bauelita es utilizado en un cable de. de diáeto. a tepeatua supeficial del cable es C, debido a una coiente eléctica ue se ace pasa po el cable. El cable esta en un fluido a 5 C, y el coeficiente de convección es de 4 / K Cuál es el adio citico asociado con el evestiiento? Cuál es el flujo de calo paa el cable sin evestiiento y con evestiiento de bauelita ue coesponde al adio citico? Cuanta bauelita debe aease paa educi la tansfeencia de calo asociada con el cable sin evestiiento en 5%? Solución Di =. 4

5 cable 5 C 4 / Datos bauelita Conductividad téica de la bauelita b =,4 / a.- Cálculo del adio citico de aislaiento: c b,4 4, b.- Calculo del calo del cable desnudo: D ( ) 77 desnudo i i Paa el calculo del flujo de calo evestido con el adio de aislaiento citico, a i a 99 c c i b c.- Cálculo del espeso paa educi el calo en un 5%, es deci a 5

6 Se debe ealiza un poceso de ensayo y eo paa deteina el adio de aislante,. i i b 577 esolviendo la ecuación anteio, se tiene:,6 po lo tanto el espeso deseado es de: i,55 Conducción estacionaia -D con eneación Placa plana s s d d C.B. () s 6

7 d () d Inteando y allando las constantes se obtiene: s a tepeatua áia se alcanza en el cento de la placa y viene dada po: á s Mientas ue el flujo de calo, viene dado po: d A d A ue pone de anifiesto ue el flujo de calo siue una ley lineal a el cual viene dado po A a V cilindo 7

8 d d d d C.B. () s d () d s 4 esfea d d d d C.B. () s d () d s 6 8