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TRANSFERENCIA DE CALOR POR RADIACION
Fenómenos de transporte
Dra. Carmen Velezmoro
CICLO 2014
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Todos los materiales emiten radiaciones de naturaleza electromagnética, según la Temperatura en la superficie.
Las características de la radiación dependen de la temperatura.
A mayor Temperatura menor longitud de onda
La radiación absorbida resulta en un incremento de la temperatura del material
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http://www.monografias.com/trabajos/espectrooe/espectrooe.shtml
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EN QUE RANGO SE ENCUENTRAN LAS ONDAS DEL INFRARROJO?
PREDECESOR
MICROONDAS
SUCESOR
Radio frecuencia
Radiación Infrarroja
105 – 108 Hz 109 - 3 x 1011 Hz
1012 - 3.8 x1014 Hz
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http://www.monografias.com/trabajos/espectrooe/espectrooe.shtml
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RADIACION TERMICA:
Las superficies emiten energía en forma de ondas electromagnéticas. A pesar que no exista un medio (vacío) se establecerá un intercambio de calor por radiación entre dos superficies a diferentes temperaturas. Esta característica que tiene la radiación térmica de no necesitar de medio es precisamente la que la distingue de los mecanismos de CONVECCION Y CONDUCCION.
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EMITIDOINCIDENTE
REFLEJADO
ABSORBIDO
TRANSMITIDO
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= absortividad = reflectividad = transmisividadLa ley de Kirchoff establece que la emisividad de un cuerpo es igual a su absortividad a la misma longitud de onda
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La ley de Stefan- Boltzmann, establece que si un cuerpo se encuentra a una determinada temperatura, éste emite calor que viene cuantificado por:
Donde qrad = flujo de calor por radiación, W
A = superficie del cuerpo, m2
T = temperatura absoluta, K
= constante de Stefan-Boltzmann =
5,67 x 10-8 W/m2 K4
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Cuerpos negros y grises
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La Emisividad depende de la temperatura y el acabado superficial y varia entre:
0< <1
MATERIAL (300 K)
Aluminio Pulido 0,04
Anodizado 0,82
Acero Pulido 0,17
Oxidado 0,87
Asfalto 0,87 – 0,93
Madera 0,82 – 0,92
Pintura Negra 0,98
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Flujo de calor neto entre dos cuerpos negros
Para cuantificar el flujo neto de calor entre dos cuerpos IDEALES (negros), se puede usar la siguiente expresión:
T1 > T2
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Flujo de calor neto entre un cuerpo gris
y un cuerpo negro
Para la situación en la cual el cuerpo 1 es un cuerpo gris y el cuerpo 2 es un cuerpo negro, el flujo de calor, se calcula mediante:
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Flujo de calor neto entre dos cuerpos grises:
q = F A (T14 – T2
4)
Donde F es un factor de Forma que se calcula en función de la geometría y de las emisividades
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Cuando se trata de un objeto pequeño rodeado de un objeto muy grande:
F =
Cuando se tienen dos cuerpos grises (superficies planas paralelas), con áreas iguales y diferente emisividad, se encuentra el factor de forma F:
111F1
21
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APLICACIONES DE LA TRANSFERENCIA DE CALOR EN EL INFRARROJO
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APLICACIÓN DEL CALENTAMIENTO POR RADIACION
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Investigation of far infrared radiation heating as an alternative technique for surface decontamination of strawberry (2006)
• Equipos que emplean rayos infrarrojos para el calentamiento
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Pasteurización por infrarrojos elimina la salmonella en frutos secos
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Los panes pueden ser desinfectados antes del embolsado
• En el procesamiento de carnes, da un mejor acabado a las superficies
Heraeus Noblelight LLC
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En la preparación de creme brulé
• Horneado de galletas
Heraeus Noblelight LLC
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Acumulación de energía solar para su conversión en energía eléctrica para usos del hogarNO es transferencia de calor por radiación