PREGUNTAS10-1C ¿Qué es ebullición? ¿Qué mecanismos son responsables de los muy elevados coeficientes de transferencia de calor en la ebullición nucleada? 10-2C ¿La cantidad de calor absorbido cuando 1 kg de agua líquida saturada hierve a 100°C tiene que ser igual a la cantidad de calor liberado cuando 1 kg de vapor saturado de agua se condensa a 100°C? 10-3C ¿Cuál es la diferencia entre evaporación y ebullición? 10-4C ¿Cuál es la diferencia entre ebullición en estanque y ebullición en flujo? 10-5C ¿Cuál es la diferencia entre ebullición subenfriada y saturada? 10-6C Dibuje la curva de ebullición e identifique los diferentes regímenes de esta última. Asimismo, explique las características de cada régimen. 10-7C ¿En qué difiere la ebullición en película de la nucleada? ¿El flujo de calor en la ebullición es necesariamente más alto en el régimen de ebullición estable en película de lo que lo es en el régimen de ebullición nucleada? 10-8C Dibuje la curva de ebullición e identifique el punto de fusión sobre la curva. Explique cómo se causa la extinción. ¿Por qué se evita el punto de fusión en el diseño de las calderas? 10-9C Discuta algunos métodos para mejorar de manera permanente la transferencia de calor en la ebullición en estanque. 10-10C Nombre los diferentes regímenes de ebullición en el orden en que ocurren en un tubo vertical durante la ebullición en flujo. b) la horizontal uno al lado del otro.10-39C ¿Qué es la condensación? ¿Cómo ocurre? 10-40C ¿Cuál es la diferencia entre condensación en película y por gotas? ¿Cuál es el mecanismo más eficaz de transferencia de calor? 10-41C En el flujo del condensado. c) la horizontal pero en hilera vertical (directamente uno arriba del otro) o d) una pila horizontal de dos tubos de alto y dos tubos de ancho? 10-46C ¿De qué manera la presencia de un gas no condensable en un vapor influye sobre el coeficiente de transferencia de calor? . ¿Para cuál orientación del tubo la razón de la transferencia de calor será más alta: la horizontal o la vertical? Explique. ¿cómo se define el perímetro mojado? ¿De qué manera difieren el perímetro mojado y el perímetro común? 10-42C ¿Qué es el calor latente modificado de vaporización? ¿Para qué se usa? ¿Cuál es su diferencia con respecto al calor latente común de vaporización? 10-43C Considere la condensación en película sobre una placa vertical. ¿El flujo de calor será más alto en la parte superior o en la inferior de la placa? ¿Por qué? 10-44C Considere la condensación en película sobre las superficies exteriores de un tubo cuya longitud es 10 veces su diámetro. Descarte las superficies de la base y la parte superior del tubo. 10-45C Considere la condensación en película sobre las superficies exteriores de cuatro tubos largos. ¿Para cuál orientación de los tubos el coeficiente de transferencia de calor en la condensación será más alto: a) la vertical. ¿Cómo puede suceder esto? 10-69C ¿Cuál es el efecto de un pequeña cantidad de gas no condensable. 10-73C ¿Cómo puede moverse hacia arriba el líquido en un tubo de calor contra la gravedad sin una bomba? Para los tubos de calor que trabajan contra la gravedad. ¿es mejor tener mechas bastas o finas? ¿Por qué? 10-74C ¿Cuáles son las consideraciones importantes en el diseño y fabricación de los tubos de calor? 10-75C ¿Cuál es la causa principal para la degradación prematura del rendimiento de algunos tubos de calor? . sobre el desempeño de un tubo de calor? 10-70C ¿Por qué se usan tubos de calor que trabajan con agua en el enfriamiento de equipo electrónico que opera por debajo de la presión atmosférica? 10-71C ¿Qué sucede cuando la mecha de un tubo de calor es demasiado basta o demasiado fina? 10-72C ¿La orientación de un tubo de calor afecta su rendimiento? ¿Tiene importancia si el extremo del evaporador del tubo de calor está arriba o abajo? Explique. como el aire.10-67C ¿Qué es un tubo de calor? ¿Cómo opera? ¿Tiene alguna pieza móvil? 10-68C Se dice que un tubo de calor con agua como fluido de trabajo tiene una conductividad térmica efectiva de 100 000 W/m · °C. lo cual es más de 100 000 veces la conductividad del agua. EJERCICIOS 10-11 Se hierve agua a 120°C en una olla de presión de acero inoxidable mecánicamente pulido. Determine el flujo de calor sobre la superficie. 10. de 65 cm de largo y 2 cm de diámetro para hervir agua a 120°C. Respuesta: 228. La superficie interior del fondo de la olla se mantiene a 130°C. determine la razón de la transferencia de calor hacia el agua por unidad de longitud de ese elemento. Si la temperatura . por consiguiente.3°C.9°C.5 kPa y. 10-23 Se va a usar un elemento de calentamiento de latón. colocada sobre la parte superior de una unidad de calentamiento.05. y que está sumergido en esa agua.5 in y una emisividad ε = 0. Respuesta: 2 453 Btu/h 10-20 Repita el problema 10-19 para una ubicación a una elevación de 1 500 m. Respuestas: 100. la temperatura de ebullición del agua es de 95°C.4 kW/m2 10-17I Se va a hervir agua a la presión atmosférica por medio de un elemento calentador horizontal de cobre pulido que tiene un diámetro D = 0. Si la temperatura superficial del elemento de calentamiento es de 788°F. en donde la presión atmosférica es de 84. Respuesta: 105.4 kg/h 10-26 Se hierve agua a la presión de 1 atm en una cacerola de 20 cm de diámetro interno de acero inoxidable recubierto con Teflon picado sobre una estufa eléctrica. Respuesta: 19.5°C .139 kg/s.3°C 10-28 En una caldera en la que se quema gas se hierve a agua a 150°C por medio de los gases calientes que fluyen por tubos de acero inoxidable pulido mecánicamente. determine a) la razón de la transferencia de calor de los gases calientes al agua. b) la velocidad de la evaporación. Respuestas: a) 10 865 kW. d) 166. c) la relación del flujo crítico de calor al flujo actual de calor y d) la temperatura superficial del tubo al cual se presenta el flujo crítico de calor. c) 1. b) 5. Si se observa que el nivel del agua en la cacerola baja 10 cm en 15 min. Si la temperatura de la superficie exterior de los tubos es de 165°C. determine la razón más alta de producción de vapor de agua en la caldera.superficial del elemento de calentamiento no debe ser mayor de 125°C. en kg/h. determine la temperatura de la superficie interior de esa cacerola. de 50 m de largo y 5 cm de diámetro exterior que se encuentran sumergidos en el agua.34. Respuesta: 28. 10-54 Vapor saturado de agua a 55°C se condensa a razón de 10 kg/h sobre el exterior de un tubo vertical de 3 cm de diámetro exterior cuya superficie se mantiene a 45°C por el agua de enfriamiento. 10-59 El condensador de una planta generadora que funciona con vapor opera a una presión de 4.25 kPa.7% 10-55 Repita el problema 10-54 para un tubo horizontal. a un generador de vapor y sale como vapor saturado a 200°C. Los tubos tienen 8 m de largo y un diámetro exterior de 3 cm.10-33 Entra agua fría. Este condensador consta de 100 tubos horizontales dispuestos en un arreglo cuadrado de 10x10. Determine la fracción de calor usada para precalentar el agua líquida desde 15°C hasta la temperatura de saturación de 200°C en el generador de vapor.496 kg/s . Si las superficies de los tubos están a 20°C. Determine la longitud requerida del tubo. determine a) la razón de la transferencia de calor del vapor de agua al agua de enfriamiento y b) la razón de la condensación de ese vapor en el condensador. a 15°C. b) 1. Respuestas: a) 3678 kW. Si el refrigerante entra en el tubo a razón de 2. 0. 10-91 Vapor saturado de agua a 270. Si se supone una velocidad baja del vapor determine el coeficiente de transferencia de calor promedio y la razón de la condensación de ese vapor dentro del tubo. . determine la fracción de dicho refrigerante que se habrá condensado al final del tubo. en este caso se puede considerar que la condensación es por gotas.2% 10-62 Se va a condensar vapor saturado de refrigerante R-134a a 30°C en un tubo horizontal de 5 m de largo y 1 cm de diámetro que se mantiene a una temperatura de 20°C.0242 kg/s. Determine el coeficiente de transferencia de calor en la condensación sobre una bebida enlatada fría a 2°C que se coloca en un gran recipiente lleno con vapor saturado a 95°C.10-63 Repita el problema 10-62 para una longitud de tubo de 8 m.5 cm de diámetro interno cuya superficie se mantiene a 110°C. Por lo tanto. Respuestas: 3345 W/m2·°C. 10-94 Es probable que el lector haya notado que el vapor de agua que se condensa sobre una bebida enlatada resbala hacia abajo.1 kPa se condensa dentro de un tubo horizontal de 10 m de largo y 2. Respuesta: 17.5 kg/min. al despejar la superficie para que haya más condensación. Respuesta: 109.6°C . sin el peligro de extinción. Determine la temperatura más alta a la cual puede operar este calentador con seguridad.10-95 Se usa un calentador de resistencia hecho de alambre de níquel de 2 mm de diámetro para calentar agua a la presión de 1 atm.