UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS ESPE-L

INGENIERÍA AUTOMOTRIZ

ALUMNO: BYRON ORTIZ

DOCENTE: ING. ALEX CEVALLOS

NIVEL: QUINTO NIVEL

TEMAS: CONDUCCIÓN DE CALOR EN ESTADO ESTACIONARIO

OCTUBRE 2015-MARZO 2015

EL ESTADO ESTACIONARIO

Definiciones preliminares Se considera que la transferencia de calor se lleva a cabo, en general, por tres procesos:Conducción: Es la transferencia de calor de una parte de un cuerpo a otra o a otro cuerpo por la interacción en un intervalo pequeño, de moléculas o electrones.

Convección: Es la transferencia de calor por la combinación de mecanismos de mezcla de fluidos y conducción.

Radiación: Es la emisión de energía en forma de ondas electromagnéticas. Todos los cuerpos irradian a temperaturas superiores [1]

La ecuación diferencial que describe la conducción térmica

ρ es la densidad c es el calor específico K es la conductividad térmica

En el estado estacionario la temperatura de los puntos de la barra no cambia con el tiempo, ∂T/∂t=0, ∂T/∂x es constante, de acuerdo a la ley de Fourier

El signo menos indica que la temperatura disminuye a lo largo de la barra: el foco caliente está en x=0, y el foco frío en x=L.

S es el área de la sección trasversal de la barra dQ/dt es la potencia de la fuente de calor colocada en uno de los extremos de la

barra. K una constante característica del material denominada conductividad térmica.

En el estado estacionario t→∞

Conociendo la potencia de la fuente de calor, la temperatura fija T0 del extremo x=L y la temperatura T de dicho punto x de la barra podemos determinar el coeficiente K de conductividad térmica.

Ejemplo:

La potencia de la fuente de calor colocada en un extremo de la barra es 4.0 W El otro extremo de la barra, se mantiene a la temperatura de un baño consistente en

una mezcla de hielo y agua T0=0 ºC La barra metálica es un cilindro de L=25 cm de longitud y r=5 mm de radio

El termómetro se coloca en la posición x=3 cm, y mide una temperatura máxima de T=53.6 ºC un tiempo suficientemente grande después de haber conectado la fuente de calor.

[2]

Bibliografía

[1] S. Alvarez, «academiaedu,» [En línea]. Available: https://www.academia.edu/5141516/TRANSFERENCIA_DE_CALOR_CAPÍTULO_2. [Último acceso: 27 11 2015].

[2] [En línea]. Available: http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/transporte/conduccion1/conduccion1.htm. [Último acceso: 27 11 2015].