alumnosp1.pdf

Diapositiva 1

TRANSFERENCIA DE CALORConocer los principios básicos de la

Conducción y conductividad

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Diapositiva 2

Reglas de ClasesNo Celulares, en SILENCIO (No Vibración)

• Respetar las opiniones de los compañeros

• Puntualidad

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Diapositiva 3

CONDUCCIÓN

• La conducción es básicamente un mecanismo de cesión de energía entre partículas contiguas.

• La energía de las moléculas aumenta al elevarse la temperatura.

• Esta energía puede pasar de una molécula a otra contigua y de esta a la siguiente y así sucesivamente ya se por choque entre partículas, en los fluidos o por vibraciones reticulares en los sólidos.

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Diapositiva 4

La ubicación de un punto

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Diapositiva 5

Transferencia de Calor Estacionaria

Se propaga el calor o la energía interna por el contacto directo entre las micro partículas que constituyen el cuerpo. En los cuerpos sólidos, es el mecanismo fundamental de propagación del calor.

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Diapositiva 6

• Es posible cuantificar los procesos de transferencia de calor en término de ecuaciones o modelos apropiados. Estas ecuaciones o modelos sirven para calcular la cantidad de energía que se transfiere por unidad de tiempo. Para la conducción de calor, la ecuación o modelo se conoce como Ley de Fourier.

• Para la pared plana que se muestra en la figura 1, la cual tiene una distribución de temperaturas T x( ) la ecuación o modelo unidimensional se expresa como

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Diapositiva 7

• Para la pared plana que se muestra en la figura 1, la cual tiene una distribución de temperaturas T (x ) la ecuación o modelo unidimensional se expresa como

• El flujo de calor o transferencia de calor por unidad de área q ( W/m²)es la velocidad con que se transfiere el calor en la dirección x por área unitaria perpendicular a la dirección de transferencia, y es proporcional al gradiente de temperatura

• La constante de proporcionalidad k, es una propiedad de transporte conocida como conductividad térmica ( W/mK) y es una característica del material de la pared.

• El signo menos es una consecuencia del hecho de que el calor se transfiere en la dirección de la temperatura decreciente.

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Diapositiva 8

CONVECCIÓN• En contraposición con la conducción, la convección implica transporte de energía y de

materia, por lo tanto, esta forma de transmisión de calor es posible solamente en los fluidos y es además característica de ellos.

• De un modo más general, podemos explicar que el modo de transferencia de calor por convección se compone de dos mecanismos.

• Además de la transferencia de energía debida al movimiento molecular aleatorio (conducción),

• la energía también se transfiere mediante el movimiento global o macroscópico del fluido, esto es la transferencia de calor se debe entonces a una superposición de dos transportes de energía, uno por el movimiento aleatorio de las moléculas y el otro por el movimiento global del fluido.

• Se acostumbra a utilizar el término convección haciendo referencia a este transporte acumulado

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Diapositiva 9

Calor por convección que ocurre entre un fluido en movimiento y una superficie limitanteCuando estos tienen diferentes temperaturas.

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Diapositiva 10

Desarrollo de la capa limite

• Una consecuencia de la interacción fluido-superficie, es el desarrollo de unaregión en el fluido en la que la velocidad varía de cero en la superficie a un valorfinito, u∞ , asociado con el flujo. Esta región del fluido se conoce como capalímite hidrodinámica o de velocidad.

• Más aún, si las temperaturas de la superficie y del fluido difieren, habrá unaregión del fluido a través de la cual la temperatura varía de Ts en y = 0 , a T∞ en elflujo exterior.

• Esta región, denominada capa límite térmica, puede ser de diferente tamaño quela capa límite de velocidad. La apreciación de los fenómenos de la capa límite esesencial para la comprensión de la transferencia de calor por convección

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Diapositiva 11

La ecuación o modelo apropiado que caracteriza los procesos de transferencia de calor por convección, es de la forma:

q=h(Ts-T∞)

donde q, es el flujo de calor por convección (W/m²), es proporcional a la diferencia entre las temperaturas de la superficie y del fluido, Ts y T∞ , respectivamente.

Esta expresión se conoce como la Ley de enfriamiento de Newton, y la constante de proporcionalidad

(W/m².K)

se denomina coeficiente de calor por convección.

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Diapositiva 12

• Este depende de las condiciones de la capa límite, en las que influyen la geometría de la superficie, la naturaleza del movimiento del fluido y una variedad de propiedades del fluido.

• Cualquier estudio de convección, se reduce finalmente a un estudio de los medios por los que es posible determinar h.

• La transferencia de calor por convección, se clasifica de acuerdo con la naturaleza del flujo.

• Hablamos de convección forzada cuando el flujo es causado por medios externos, como un ventilador, una bomba o el viento.

• En la convección libre el flujo es inducido por fuerzas de empuje que surgen a partir de diferencias de densidades ocasionadas por variaciones de temperaturas en el fluido.

• Es decir, las moléculas del fluido al calentarse se dilatan, pierden densidad y tienden a subir dejando su lugar a otras de mayor densidad, se originan así corrientes de convección que producen la mezcla de las distintas capas del fluido y el aumento en la energía de sus moléculas.

• A su vez, estos tipos de flujos pueden ser externos o internos.

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Diapositiva 13

CONDUCCIÓN EN ESTADO TRANSITORIO

• Estudio de la dependencia temporal de la distribución de

temperaturas T(x,y,t)

dentro de un sólido.

• Un proceso de transferencia de calor por el cual la temperatura

varia con el tiempo así como también con la ubicación dentro del

sólido.

• Se inicia siempre que un sistema experimenta un cambio en las

condiciones que opera (usualmente cambio en las condiciones de

frontera) y evoluciona hasta alcanzar un nuevo estado estable

(equilibrio térmico).

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Diapositiva 14


• Puede inducirse por cambios en:

– las condiciones de convección superficiales ( h,T ∞)

-condiciones de radiación sobre la superficiales (hr ,Talr)

– el flujo de calor(q") o en la temperatura superficial (Ts) , y/o

– la generación de energía interna ( q).

Dependiendo de la situación se puede emplear :

• El Método de la resistencia interna despreciable

• Las soluciones exactas considerando los efectos Espaciales

T(x, t) ≈ T (t)

T(x, t)

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Diapositiva 15

Aplicando un balance de energía sobre la superficie

Definiendo la variable


I- Método de la resistencia interna despreciable

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Diapositiva 16

Separando variables e integrando desde la condición inicial, para la que t =0 y T(0)=Ti ,


Cualquier aumento en τt (constante de tiempo térmica) Rt o Ct, causará una

respuesta más lenta del sólido a cambios en su ambiente térmico.

Rt =resistencia térmica de convección,

Ct, =resistencia interna despreciable del sólido


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Diapositiva 17


Este comportamiento es

análogo a la caída de

tensión que ocurre cuando un

capacitor se descarga a través

de un resistor en un circuito

eléctrico RC

Respuesta de temperatura transitoria de

sólidos de resistencia interna despreciable

que corresponden a diferentes constantes

de tiempo térmicas


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Diapositiva 18


• Para determinar la transferencia total de energía (Q) que tiene lugar

hasta algún tiempo (t), se integra las cantidades de calor entre el

tiempo inicial y el tiempo actual.

• La transferencia de calor (Q) está relacionada con la variación de

energía interna del sólido


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Diapositiva 19


Al aplicar un balance de energía sobre la superficie

( en estado estable )

Biot: Parámetro adimensional que relaciona la resistencia térmica interna

del sólido (por conducción) a la resistencia térmica de convección (ó, la

caída de temperaturas dentro del sólido en comparación con la caída de

temperaturas que ocurre en entre el sólido y el fluido).

Validez del método de la resistencia interna despreciable

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Diapositiva 20


Distribución de temperaturas transitorias para diferentes números de Biot

en una pared plana enfriada simétricamente mediante convección.

Lc es la longitud en la que se orienta la mayor diferencia espacial de

temperatura


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Diapositiva 21



Reordenando y reagrupando términos

Fourier: Tiempo adimensional. Relaciona la rapidez de conducción de

calor con la rapidez de almacenamiento de energía térmica en un

sólido.

Los números de Biot y Fourier caracterizan los problemas de

conducción transitoria.

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Diapositiva 22


II- Efectos Espaciales

Para resolver a ecuación del calor es necesario especificar una

condición inicial y dos condiciones de frontera.

La temperatura en la pared depende de una serie de parámetros físicos (8):

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Diapositiva 23


II- Efectos Espaciales

Para reducir la cantidad de parámetros físicos y facilitar o tratamiento del

problema se recurre a la adimensionalizacion de la ecuación del calor

Para una dada geometría la distribución transitoria de temperatura es una

función universal de x*, Fo y Bi.

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Diapositiva 24


Solución Exacta

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Diapositiva 25


Solución Exacta

Para Fo >0,2 θ* puede ser aproximada al primer termino de la serie infinita

Temperatura del plano medio, (x*=0); de la línea central (r*=0) y del centro

(r*=0)

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Diapositiva 26


Transferencia total de energía

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Diapositiva 27


Coeficientes usados en la aproximación de un término para las

soluciones de la serie de la conducción transitoria unidimensional

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Diapositiva 28

TRANSFERENCIA DE CALORConocer los principios básicos de la

Radiación y 1° Ley de la Termodinámica

C-2

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Diapositiva 29

Los mecanismos de transferencia

Orígenes físicos y modelos

CONDUCCIÓN: Transferencia de calor en un sólido o un fluido

estacionario líquido o gas debido al movimiento aleatorio de

los átomos moléculas y iones constituyentes.

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Diapositiva 30


CONVECCIÓN: La convección es el mecanismo de transferencia

de calor por movimiento de masa o circulación dentro de la

sustancia. Puede ser natural producida solo por las diferencias de

densidades de la materia; o forzada, cuando la materia es obligada

a moverse de un lugar a otro, por ejemplo el aire con un ventilador

o el agua con una bomba. Sólo se produce en líquidos y gases

donde los átomos y moléculas son libres de moverse en el medio.

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Diapositiva 31



RADIACIÓN: Energía que es emitida por la materia

debida a cambios en la configuración de los electrones de

sus átomos o moléculas y su transporte como ondas

electromagnéticas (o fotones).

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Diapositiva 32



• La conducción y la convección requieren de la presencia de

variaciones de temperatura en el medio material.

• Aunque la radiación se origina en la materia su transporte no

requiere de un medio material, y ocurre de una manera más

eficiente en el vacío.

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Diapositiva 33

Velocidades de transferencia de calor

Conducción (La ley de Fourier)


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Diapositiva 34

Convección. ( La ley de enfriamiento de Newton)


Sigue la Ley de Newton del enfriamiento:

• El coeficiente de transferencia de calor (h) depende de la

geometría de la superficie, la naturaleza del movimiento del fluido,

de las propiedades del fluido , y también de la temperatura.

Relación de la convección y el flujo sobre una superficie y el

desarrollo de una capa límite de velocidad y térmica.

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Diapositiva 35

Convección. ( La ley de enfriamiento de Newton)


Procesos de transferencia de calor por convección.

a) Convección forzada.

b) Convección natural.

c) Ebullición.

d) Condensación.

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Diapositiva 36

Radiación (La ley de Stefan Boltzmann):


Sigue la ley de Stefan Boltzmann.

La transferencia de calor entre un gas y una superficie (intercambio

neto de energía) incluye radiación por emisión desde la superficie (E)

y puede además incluir la absorción de radiación incidente de los

alrededores (irradiación G), así como también convección.

(si Ts ≠ T∞).

Superficie con emisividad ε y, absortividad α y temperatura Ts

•Asociamos la radiación (q rad, net) a la intensidad con la que la

materia emite energía como resultado de su temperatura finita.

TRANSFERENCIA DE CALOR

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Diapositiva 37

Radiación


Energía absorbida debido a la irradiación

Energía cedida debido a la emisión

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Diapositiva 38

Radiación


Las propiedades radiactivas absortividad superficial (α) y

emisividad (ε) dependen marcadamente del material y

acabado de la superficie, de la longitud de onda (λ) de la

radiación y la temperatura de la superficie emisora ( TS).

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Diapositiva 39

Radiación


Un caso especial frecuente es el intercambio de radiación

entre una superficie pequeña a Ts , y a una superficie

isotérmica (a Talr )mucho mayor que la rodea completamente.

Si, α =ε ( superficie gris) la radiación neta de la superficie

debido a intercambio con los alrededores es:

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Diapositiva 40

Radiación


Alternativamente

Para la convección y radiación combinadas

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Diapositiva 41

1° Ley de Termodinamica

• La primera ley hace uso de los conceptos claves de energía interna, calor, y trabajo sobre un sistema. Usa extensamente el estudio de los motores térmicos. La unidad estándar de todas estas cantidades es el julio, aunque algunas veces se expresan en calorías o BTU.

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Diapositiva 42

Metodología de la Primera Ley


• Sobre un esquema del sistema represente la superficie de

control por medio de líneas punteadas.

• Definir la base temporal apropiada.

• Identificar el transporte de energía relevante, los términos de

generación y/o almacenamiento por medio de flechas rotuladas

sobre el esquema.

• Escribir la ecuación de gobierno del requerimiento de

conservación de la energía

sustituir las expresiones apropiadas para los términos de la ecuación

de la energía.

• Resolver las cantidades desconocidas.

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Diapositiva 43



Las trayectorias de la transferencia de energía del café son las siguientes:

Las mejoras de diseño se asocian con: (1) uso de superficies aluminizadas (baja

emisividad) para el frasco y cubierta para reducir la radiación neta, y (2) vaciar el

espacio de aire o utilizar un material de relleno para retardar la convección libre.

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Diapositiva 44



Identificación de procesos para ventanas de paneles simples y

dobles.

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Diapositiva 45



qconv,1 : convección del aire de la habitación a la superficie interna

del primer panel.

qrad,1 : intercambio de radiación neta entre las paredes de la

habitación y la superficie interna del primer panel.

qcond,1 : conducción a través del primer panel.

qconv, s : convección a través del espacio de aire entre los paneles

qrad,s : intercambio de radiación neta entre la superficie externa del

primer panel y la superficie interna del segundo panes ( a través del

espacio de aire).

qcond,2 : conducción a través del segundo panel.

qconv, 2 : convección a través de la superficie externa del primer ( o

segundo )panel.

qrad,1 : intercambio de radiación neta entre la superficie externa del

primer( o segundo) panel y el exterior.

qs : radiación solar incidente durante el día.

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Diapositiva 46

La Conservación de la Energía

Primera Ley de la Termodinámica


Una herramienta importante en el análisis de la transferencia de

calor, a menudo proporciona la base para determinar la temperatura

del sistema.

Fenómeno Superficial: Eent y Esale: velocidades de transferencia de

energía térmica o mecánica que atraviesan la superficie de control

debido a la transferencia de calor, flujo de fluido y/o trabajo.

Fenómeno Volumétrico: Eg: velocidad de generación de energía por

la conversión de otras formas de energía (por ejemplo eléctrica

nuclear o química) el proceso de conversión ocurre dentro del

sistema.

Ealm : velocidad de cambio en la energía almacenada en el sistema.

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Diapositiva 47

Primera Ley de la Termodinámica. Forma General


Instantánea

Intervalo de tiempo

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Diapositiva 48

Primera Ley de la Termodinámica. Casos especiales


(a) Proceso transitorio para un sistema cerrado de masa

M asumiendo que entra calor y sale trabajo hecho por el

sistema en un intervalo de tiempo.

Para un intervalo de tiempo [J]

Para un instante [W]

(b) Estado estable para el flujo a través de un sistema abierto

sin cambio de fase o generación de energía en un instante.

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Diapositiva 49

Primera Ley de la Termodinámica. Casos especiales


Aplicación a la respuesta térmica de un conductor con

calentamiento óhmico (generación):

Involucra cambio en al energía térmica para una sustancia

incompresible.

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Diapositiva 50

Balance de energía en una superficie


Un caso especial para el cual la superficie de control no incluye volumen o

la masa. La energía almacenada ni generada no son pertinentes en el

balance de energía, incluso si ocurren en el medio que rodea a la superficie.

Se aplica a condiciones de estado

estacionario o transitorio.

Balance de energía aplicado

a la superficie de una pared

con transferencia de calor por

conducción, convección y

radiación.

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Diapositiva 51

Objetivos de los cálculos de transferencia de calor


ANÁLISIS

Calcular la distribución de temperatura (T(x,y,z,t) )o la cantidad de calor (q)

para un sistema bajo un proceso especifico.

• P ej., calcular la perdida de calor diaria en una casa.

• P.ej., calcular la temperatura de operación de un chip semiconductor

refrigerado por una corriente de agua o un ventilador.

DISEÑO

Determinar la configuración y condiciones de operación produzcan una

distribución de temperatura T(x,y,z,t) o una transferencia de calor q

especifica.

• P.ej., determinar la aislación necesaria para reducir la perdida de calor

de una casa.

• P.ej., Determine el flujo de refrigerante y o el ventilador necesario para

mantener la temperatura de operación de un chip semiconductor

chip debajo de valor especifico.

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Diapositiva 52

Metodología de resolución de problemas de

transferencia de calor


Es recomendable emplear un procedimiento sistemático como se

establece a continuación:

1. Se conoce: después de leer cuidadosamente el problema,

establezca breve y concisamente lo que se conoce de éste. No repita

el planteamiento del problema.

2. Encontrar: plantee de forma breve y concisa qué se debe

encontrar.

3. Esquema: dibuje un esquema del sistema físico. Si prevé la

aplicación de las leyes de conservación, represente la superficie de

control que se requiere mediante líneas punteadas sobre el

esquema. Identifique los procesos de transferencia de calor

relevantes con flechas apropiadamente etiquetadas sobre el

esquema.

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Diapositiva 53

Metodología de resolución de problemas de

transferencia de calor


4. Suposiciones: haga una lista de todas las suposiciones de

simplificación pertinentes.

5. Propiedades: reúna los valores de las características necesarias

para los cálculos siguientes e identifique la fuente de la que se

obtienen.

6. Análisis: Comience el análisis aplicando las leyes de

conservación apropiadas, e introduzca las ecuaciones de flujo

necesarias. Desarrolle el análisis lo más completo que sea posible

antes de sustituir valores numéricos. Ejecute los cálculos necesarios

para obtener los resultados deseados.

7. Comentarios: analice sus resultados. Este análisis incluirá un

resumen de conclusiones clave, una crítica de las suposiciones

originales y una inferencia de las tendencias obtenidas ejecutando

cálculos adicionales del tipo qué sucedería si y de sensibilidad de

parámetros.

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Diapositiva 54

TRANSFERENCIA DE CALORCONDUCCIÓN UNIDIMENSIONAL EN

ESTADO ESTABLE CAP-3

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Diapositiva 55

Metodología de análisis

CONDUCCIÓN UNIDIMENSIONAL EN ESTADO ESTABLE

• Especificar una forma apropiada de la ecuación.

• Resolver la distribución de temperatura.

• Aplicar la ley de Fourier para determinar el flujo de calor.

Geometrías comunes

La pared plana: descrita en coordenadas rectangulares (x) Área

constante perpendicular a la dirección de transferencia de calor

(independiente de x).

La pared cilíndrica: conducción radial a través de la pared del tubo.

La cubierta esférica: conducción radial a través de la pared de la

cubierta.

CWR1

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Diapositiva 56

Conducción en Placas

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Diapositiva 57

Trasferencia de Calor a travez una pared Unidimensional

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Diapositiva 58

Distribución de Temperaturas

Concepto de Resistencia Térmica

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Diapositiva 59

Conducción unidimensional en estado estable


Se resuelve la ecuación del calor con las condiciones de

frontera apropiadas (enfoque estándar) , para obtener la distribución

de temperaturas T(x,y,z) y luego se aplica la ley de Fourier para

obtener la transferencia de calor.

Pared Plana La conducción unidimensional en estado estable, para

una pared plana, sin generación de energía representa el caso mas

simple de solución de la ecuación del calor.

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Diapositiva 60

La pared plana


La ecuación del calor queda reducida a una ecuación diferencial de

segundo orden con respecto a la longitud característica (x).

Cantidad y flujo de calor

La transferencia de calor q(x) es

independiente de la longitud ( x)

El flujo de calor q”(x) es

independiente de la longitud ( x)

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Diapositiva 61

La pared plana


CONDUCCION

Pared plana entre dos fluidos a diferentes temperaturas.

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Diapositiva 62

La pared plana


Pared plana entre dos fluidos a diferentes temperaturas.

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Diapositiva 63

Resistencia térmica y Circuitos térmicos


• La Resistencia térmica es la razón de un potencial de transmisión

a la transferencia de calor correspondiente.

• Un concepto que surge como resultado de una analogía entre la

transferencia de calor y la corriente eléctrica.

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Diapositiva 64



El circuito térmico para la pared plana con los fluidos contiguos

La representación de los circuitos térmicos proporcionan una

herramienta útil para conceptualizar y cuantificar los problemas de

transferencia de calor.

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Diapositiva 65



Expresiones de las resistencias térmicas de conducción, convección

y de radiación.

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Diapositiva 66

Casos de variación de “T”

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Diapositiva 67

Circuitos Térmicos

Pared compuesta con resistencias de contacto despreciables

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Diapositiva 68

Caso 2 Trabajo en Clase

•Cual Sera la resistencia Total y Equivalente del siguiente Circuito

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Diapositiva 69

Solución Trabajo

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Diapositiva 70

Circuitos Térmicos


• Los circuitos están basados en el suposición de que las superficies

isotérmicas son normales a la dirección x ( caso a) , y que las

superficies adiabáticas paralelas a la dirección x ( caso b).

• Si bien el flujo de calor en realidad es bidimensional, esta es una

aproximación recurrida para simplificar el planteo de los problemas.

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Diapositiva 71

Coeficiente global de transferencia de calor


Para sistemas compuestos se define este parámetro para simplificar

la asociación de varias resistencias térmicas a la transferencia de

calor y es obtenido mediante una modificación de la ley de

enfriamiento de Newton.

Relación entre la Resistencia total y el

Coeficiente global de transferencia de calor

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Diapositiva 72

Resistencia de contacto


• Se produce en la interface de los materiales debido a los efectos de

rugosidad superficial.

• Se considera como dos resistencias en paralelo , una debida a los puntos

de contacto y otra a los huecos.

• Los valores dependen del los materiales Ay B, del acabado de la superficie ,

las condiciones intersticiales y la presión de contacto ( tabla 3.1 y 3.2).

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Diapositiva 73

Análisis de Conducción Alternativa


• Parte de la aplicación de un balance de energía, a un volumen de

control, en estado estable sin generación de calor y sin perdidas de

calor por los lados (superficies adiabáticas).

Para obtener la distribución de temperaturas del medio.

• Como la transferencia de calor por conducción es una constante , la

ecuación de flujo se integra aunque no se conozcan el flujo ni la

distribución de temperaturas.

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Diapositiva 74

Sistemas Radiales. El cilindro


• Los sistemas cilíndricos y esféricos (radiales) experimentan

gradientes de temperatura en la dirección radial.

• La cantidad de calor qr es una constante en la dirección radial.


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Diapositiva 75

Sistemas Radiales. El cilindro. Paredes compuestas


El valor UA es constante independiente del radio

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Diapositiva 76

Sistemas Radiales. La esfera


Con el mismo razonamiento anterior

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Diapositiva 77

Soluciones unidimensionales de estado estable para la ecuación de calor sin generación interna



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Diapositiva 78

Conducción con generación de Energía Térmica. La pared plana


Implica una fuente local de generación de energía térmica

(por unidad de volumen) debido a la conversión de otra forma de

energía en un medio conductor , y su efecto sobre la distribución de

temperatura dentro del medio .

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Diapositiva 79

Conducción con generación de Energía Térmica. La pared plana


Si ambas superficies se mantiene a una temperatura común.


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Diapositiva 80

Conducción con generación de Energía Térmica. El cilindro


La generación de energía térmica afecta a la distribución de

temperatura y provoca el cambio de la velocidad de transferencia de

calor con la posición por consiguiente evita la inclusión del medio en

el circuito térmico.


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Diapositiva 81

Transferencia de Calor en Superficie Extendidas


Una superficie extendida (también conocida como un sistema

combinado de conducción- convección o aletas) es un solido

dentro del cual la transferencia de calor por conducción se

asume como unidimensional mientras que también el calor se

transfiere por convección (y/o radiación) desde la superficie en

dirección transversal a la de la conducción

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Diapositiva 82



Las superficies extendidas pueden existir en muchas situaciones

pero comúnmente son usadas las aletas para intensificar la

transferencia de calor por el aumento del área disponible para la

convección (y/o radiación). Compensando los costos asociados al

movimiento del fluido .

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Diapositiva 83



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Diapositiva 84

Aletas en intercambiadores de calor


• Ampliamente usado para alcanzar, grandes transferencia de calor por

unidad de volumen particularmente cuando uno o ambos fluidos son gases .

• Caracterizados por una gran área superficial para la transferencia de calor

por unidad de volumen (>700 m2/m3), pequeños pasajes para el flujo y flujo

laminar.

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Diapositiva 85

Análisis de la Conducción General


Un balance de energía aplicado al elemento diferencial permite

determinar la transferencia de calor de una superficie a un fluido

circundante

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Diapositiva 86

Análisis de la Conducción General


Conducción unidimensional es estado estable de una aleta de

sección transversal uniforme, con conductividad térmica constante,

sin generación de energía térmica radiación insignificante.

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Diapositiva 87


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Diapositiva 88

Selección del material de la aleta


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Diapositiva 89

Desempeño de una Aleta


• Aumentan la transferencia de calor de una fuente por el aumento

del área efectiva de la superficie.

• La efectividad se define como la razón de la transferencia de calor

de la aleta a la transferencia de calor que existiría sin la aleta.

Para la aproximación de aleta de longitud infinita.

Se justifican cuando el fluido es un gas en lugar de un liquido.

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Diapositiva 90

Arreglo de aletas


Eficiencia global de la superficie

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Diapositiva 91

Arreglo de aletas


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Diapositiva 92

Arreglo de aletas


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