EJEMPLO 9-1.2 Prdida de calor en tubos de agua caliente 9.1.- Una seccin de 6 m de largo de un tubo horizontal de agua caliente de 8 cm de dimetro, mostrado en la figura 9-13, pasa a travs de un cuarto grande cuya temperatura es de 20C. Si la temperatura de la superficie exterior del tubo es de 140C, determine la velocidad de la prdida de calor en el tubo por conveccin natural.

FIG 9.1.- Esquema para el ejemplo 9.1.

SOLUCIN Un tubo horizontal de agua caliente pasa a travs de un cuarto grande. Debe determinarse la velocidad de la prdida de calor en el tubo por conveccin natural. Hiptesis 1 Existen condiciones estacionarias de operacin. 2 El aire es un gas ideal. 3 La presin atmosfrica local es de 1 atm. Propiedades Las propiedades del aire a la temperatura y 1 atm son (tabla A-15). de pelcula de

Anlisis En este caso la longitud caracterstica es el dimetro exterior del tubo, . Entonces el nmero de Rayleigh queda [ ]

En este caso se puede determinar el nmero de Nusselt en la conveccin natural a partir de la ecuacin 9-25 como

{

[

]

}

{

[

]

}

Entonces,

Y

Por lo tanto, el tubo perder calor hacia el aire en el cuarto a razn de 443 W, por conveccin natural.