2-69 En la producción submarina de petróleo y gas natural, los fluidos de hidrocarburo pueden salir del yacimiento con una temperatura de 70ºC y fluir a través del entorno submarino de 5ºC. Como consecuencia de la diferencia de temperaturas entre el yacimiento y el entorno submarino, es muy importante cono cer la transferencia de calor para impedir bloqueos por depósi tos de parafina e hidratos de gas. Considere un ducto submarino con un diámetro interno de 0.5 m y paredes con un espesor de 8 mm, que se emplea para transportar hidrocarburos líquidos a una temperatura promedio de 70ºC.

2-69 En la producción submarina de petróleo y gas natural, los fluidos de hidrocarburo pueden salir del yacimiento con una temperatura de 70ºC y fluir a través del entorno submarino de 5ºC. Como consecuencia de la diferencia de temperaturas entre el yacimiento y el entorno submarino, es muy importante cono�cer la transferencia de calor para impedir bloqueos por depósi�tos de parafina e hidratos de gas. Considere un ducto submarino con un diámetro interno de 0.5 m y paredes con un espesor de 8 mm, que se emplea para transportar hidrocarburos líquidos a una temperatura promedio de 70ºC. Se estima que el coeficiente promedio de transferencia de calor por convección en la super�ficie interna del ducto es de 250 W/m2 · K. El entorno sub�marino tiene una temperatura de 5ºC y se estima que el coeficiente promedio de transferencia de calor por convección en la superficie externa del ducto sea de 150 W/m2 · K. Si el ducto está hecho de un material con una conductividad térmica de 60 W/m · K, mediante la ecuación de conducción de calor, a) obtenga la variación de temperatura en la pared del ducto, b) de�termine la temperatura de la superficie interna del ducto, c) obtenga la expresión matemática para la razón de la pérdida de calor del hidrocarburo líquido en el ducto, y d) determine el flujo de calor a través de la superficie externa del ducto