transferencia de calor -

8/3/2019 Transferencia de Calor -

1/109

INGENIERIA INDUSTRIALMENCION MANTENIMIENTO INDUSTRIAL

BIENVENIDOS AL

CURSO REGULAR

DETRANSFERENCIA DE CALOR

Universidad Estatal de MilagroUnidad Acadmica Ciencias de la Ingeniera


2/109

Universidad Estatal de MilagroUnidad Acadmica Ciencias de la IngenieraPROFESOR : EdmundoBrito Espinoza MBA.

PREFERENCIAS DELPROFESOR

PUNTUALIDADHONRADEZLEALTADETICA PROFESIONAL

SERIEDADAMISTADCONFIANZAESFUERZOAPOYOTRABAJO

QUIERO MUCHO A MIPAIS
http://www.verbolog.com/942ecuador.png


3/109

Universidad Estatal de MilagroUnidad Acadmica Ciencias de la IngenieraPROFESOR : Edmundo Brito Espinoza MBA.

CREO MUCHO EN:

VIRGEN MARIA JESUCRISTOHINCHA DE

JUAN PABLO II


4/109

Universidad Estatal de MilagroUnidad Acadmica Ciencias de la IngenieraPROFESOR : Edmundo Brito Espinoza MBA.

ENTRETENIMIENTOS
http://cache.images.soccerway.com/new/teams/652.gif


5/109



6/109



7/109

datos del PROFESOR

EDMUNDO BRITO E. MBA

EXPERIENCIA:30 Aos de Trabajo en la Industria en el rea de Ingeniera

y Mantenimiento .Profesor de la Espol, Unemi.

Telf: 04- 2802259 - 2800169092635928.

Email: [email protected]

mailto:[email protected]:[email protected]


8/109

TRASNFERENCIA DE CALOR

REGLAS DEL CURSOHora de llegada de Estudiantes

Hora de llegada de profesor

Uso de Celulares

Otros.



9/109

TRASNFERENCIA DE CALORTAREAS EN EL CURSO

1. Formacin de Equipos de trabajo.

2. Investigaciones

3. Deberes

4. Proyecto final.



10/109

TRASNFERENCIA DE CALORPUNTAJE

15 PUNTOS DEBERES

15 PUNTOS LECCIONES15 PUNTOS INVESTIGACION

15 PUNTOS EXPOSICION

---------------------

SUB TOTAL 60 PUNTOS

EXAMEN FINAL : 40 PUNTOS

MINIMA NOTA: 65 PUNTOS

FALTAS: 30 % DEL TOTAL

NO RINDE EXAMEN FINAL.



11/109


DESCRIPCIN DEL CURSO.

A. Comprender los fundamentos de los trestipos bsicos de transferencia de calor:Conduccin, Conveccin y Radiacin.

B. Analizar el principio de funcionamiento de

los intercambiadores de calor y suaplicacin practica

Transferencia de Calor


12/109



OBJETIVOS GENERALES Y RESULTADOS DEL APRENDIZAJEDE LOS ESTUDIANTES

Capacitar al estudiante sobre las tcnicas y los parmetros que seutilizan en el anlisis de la transferencia de calor.

Capacitar al estudiante en la ciencia de la transferencia de calor, lasleyes que lo gobiernan y su aplicacin a los intercambiadores decalor.

Cubrir los principios bsicos de la transferencia de calor.

Presentar abundantes aplicaciones de ingeniera en el mundo real conel fin de dar al estudiante una nocin de la prctica de la ingeniera.


13/109



Tema 1.- Transferencia de Calor yTermodinmica

Cubrir los conceptos yprincipios bsicos de la

Termodinmica y Transferenciade calor.


14/109



Tema 2.- Conduccin, Conveccin yRadiacin

Fundamentos y aplicaciones.

Analizar los diferentes tipos de transferenciade calor, y la forma como se presenta en laindustria y en el medio ambiente.


15/109



Tema 3.- Ejercicios prcticos ymatemticos de Conduccin,

Conveccin y Radiacin.

Indicar la mejor metodologa pararesolver ejercicios prcticos utilizandoformulas matemticas.


16/109



Tema 4.- Intercambiadores de Calor ,Clasificacin y Aplicaciones.

Entender el funcionamiento de losintercambiadores de calor y su aplicacin enla industria


17/109



Bibliografa Linkografa Yunus A. Sengel. Transferencia de Calor. Segunda Edicin.

Editorial Mc Graw Hill. ISBN 970 10 4484 3. Ano 2004

Holman,J P Transferencia de Calor.

Welty, James Transferencia de Calor Aplicada a la Ingeniera.

Chapman Alan J. Transmisin de Calor.

J. Edward Pope. Soluciones Practicas para el IngenieroMecnico.


18/109


DESARROLLO DETRANSFERENCIA DE CALOR


19/109

TERMODINAMICA

La termodinmica es la rama de laIngeniera que predice cuanta energapuede obtenerse de un fluido de trabajo

y las diferentes formas de hacerlo.

INTRODUCCION - COMPARACIN CON LATERMODINAMICA


20/109

TERMODINAMICA

Ejemplos:

Plantas de Energa a Vapor, motores de combustininterna, motores a chorro de los aviones,locomotoras a diesel.El fluido de trabajo que es el medio de transferencia

de energa puede ser vapor o gases generados pormezclas de combustible y aire.



21/109

TERMODINAMICA

La termodinmica trata de la cantidadde transferencia de calor a medida queun sistema pasa por un proceso de unestado de equilibrio a otro y no hacereferencia a cunto durar ese proceso.



22/109

TERMODINAMICA

Sin embargo a menudo estamosinteresados en la velocidad de esatransferencia, la cual constituye el

tema de la ciencia de latransferencia de calor



23/109



24/109

La termodinmica se interesa en la

cantidadde transferencia de calor a

medida que un sistema pasa por unproceso, de un estado de equilibrioa otro, y no indica cunto tiempo

transcurrir.



25/109

Un anlisis termodinmicosencillamente nos dice cunto

calor debe transferirse para quese realice un cambio de estadoespecfico con el fin de satisfacer

el principio de conservacin dela energa.



26/109



27/109

PRIMERA LEY DE LA TERMODINAMICA

Se conoce como el principio de conservacin de la energaafirma (balance de energa):

La energa no puede crearse ni destruirse, solo puedecambiar de forma.

La transformacin de la energa tiene lugar en distintasfuentes como: la qumica, mecnica y elctrica.

Las dos formas fundamentales de transferencia de energason el trabajo realizado, y la transferenciade calor



28/109

SEGUNDA LEY DE LA TERMODINAMICA

Todos los sistemas termodinmicos siguen el principio de laconservacin de la energa. La segunda ley describe lasrestricciones para esos procesos y a menudo se lo conocecomo ley Kevin-Planck-Clausius. Esta ley expresa que es

imposible crear un proceso ciclico cuyo unico efecto sea elde transferir calor de una temperatura menor a una mayor

Un proceso reversible es el que puede invertirse sin ningncambio resultante, ya sea en el sistema o en el medio, por

consiguiente , tambin es un proceso ideal.



29/109

CICLOS TERMODINAMICOS.

Un ciclo termodinmico, puede ser abierto o cerrado,En un

ciclo abierto , el fluido de trabajo siempre esta entrando en

el sistema (como en un motor a chorro en un avin);

En un ciclo cerrado , el fluido de trabajo vuelve a circular

dentro del sistema (como en un refrigerador) .

Un ciclo de vapores en donde existe un cambio de fase en el

fluido de trabajo.

Un ciclo de gas es en donde se emplea un gas, o una mezcla

de gases, como fluido y no esta sujeto a un cambio de fase.



30/109

TRANSFERENCIA DE CALORAPLICACIONES DE TRANSFERENCIA DE CALOR


31/109

PROBLEMAS DE LA TRANSFERENCIA DE CALOR

1. CAPACIDAD NOMINAL.

Determinan la velocidad de la transferencia de calor para un sistema con

su diferencia de temperatura.

1. DIMENCIONAMIENTO

Trata del tamao de los sistemas con el fin de transferir calor a unavelocidad determinada para una diferencia de temperatura especfica.

Los dos temas se los trata experimentalmente y analticamente.

TRANSFERENCIA DE CALOR


32/109

MODOS DE TRANSFERENCIA DE CALOR.

CONDUCCION

CONVECCION

RADIACION



33/109

USOS DE LA TRANSFERENCIA DE CALOR

INTERCAMBIADORES DE CALOR

CALDERAS

RADIADORES

CALENTADORES DE AGUA, ACEITE.

HORNOS.

REFRIGERADORES. COLECTORES SOLARES ETC.



34/109

transferencia de calor


CALOR Y OTRAS FORMAS DE ENERGIA

LA ENERGA PUEDE EXISTIR EN NUMEROSASFORMAS: TRMICA, MECNICA, CINETICA,POTENCIAL, ELECTRICA, MAGNETICA, QUIMICA YNUCLEAR.

LA SUMA DE TODAS LAS ENERGAS SECONOCE COMO energa total E ( o e entrminos de unidades de masa).


35/109




La energa relacionada con la estructuramolecular de un sistema se conoce comoenerga microscpica , la suma de todas

las energas microscpicas se llamaenerga interna de un sistema U ( o uentrminos de unidades de masa)


36/109



Ejemplo:

masa E e (masa)Uranio 10 kg 100 J 100/10 = 10 J/kg.

30 kg 300 J 300/30 = 10 J/kg.



37/109


Universidad Estatal de MilagroUnidad Acadmica Ciencias de la IngenieraCALOR Y OTRAS FORMAS DE ENERGIA

La unidad Internacional de Energa es el JOULE ( J )o el Kilo joule = 1000 J

En el sistema ingles la unidad de Energa es el BTU = Unidad TrmicaBritnica, que se define como la energa necesaria para elevar en 1Fla temperatura de 1 lbm de agua a 60 F.

1 BTU = 1.055056 KJ.

Otra unidad bien conocida de energa es la CALORIA ( 1 cal = 4.1868 J),la cual se define como la energa necesaria para elevar en 1C latemperatura de 1 gramo de agua a 14.5C.


38/109



ENERGA SENSIBLE O CALOR SENSIBLE.

Es la energa interna de un sistema asociada con la energacintica de las molculas .

La velocidad promedio y el grado de actividad de lasmolculas son proporcionales a la temperatura, por tanto a

temperaturas ms elevadas, las molculas poseern energacintica mas elevadas y como resultado el sistema tendruna energa interna ms elevada.


39/109



ENERGIA LATENTE O CALOR LATENTE.

Es la energa debido al cambio de fase o de estado de uncuerpo de slido a lquido como ejemplo, la energaasociada con este cambio de fase se llama energalatente.

Los cambios de fase pueden ocurrir sin el cambio en lacomposicin qumica de un sistema.


40/109


ENERGIA QUIMICA O DE ENLACEENERGIA

NUCLEAR.

Es la energa asociada con los enlacesatmicos. Es la energa asociada con losenlaces en el interior del ncleo del tomo.



41/109


ENTALPIA.


La energa interna u representala energa microscpica de unfluido que esta estacionario, entanto que h la entalpa

representa la energamicroscpica de un fluido queesta en movimiento (que fluye)

h = u + Pv.

u= energa internaPv= energa del flujo del fluido.


42/109


CALORES ESPECIFICOS DE GASES, LQUIDOS Y SLIDOS

Ecuacin del gas Ideal. P.v = RT o bien P = RT. (1.1)

P= Presin absoluta. v= volumen especifico

T = temperatura absoluta R = es la constante de los gases.


( )Densidad = masa /vol.


43/109



A bajas presiones y altas temperaturas , la

densidad de un gas disminuye y se comportacomo un gas ideal.

Gases como el aire, nitrgeno, oxigeno,hidrogeno helio, argn, nen, kriptn, co2, sepueden tratar como gases ideales, sin embargogases como el vapor de agua , gasesrefrigerantes para los refrigeradores no siempreson tratados como gases ideales.


44/109


CALOR ESPECIFICO.

Es la energa requerida para elevar latemperatura de una unidad de masa

de una sustancia en un grado.Dibujo



45/109


CALOR ESPECIFICO A VOLUMEN CONSTANTE ( Cv )

Es la energa requerida para elevar latemperatura de una unidad de masa deuna sustancia en un grado mientras el

volumen se mantiene constante.



46/109


CALOR ESPECIFICO A PRESION CONSTANTE ( Cp ).

Es la energa requerida para elevar latemperatura de una unidad de masa deuna sustancia en un grado mientras la

presin se mantiene constante.



47/109


El calor especfico a presin constante Cp esmayor que el Cv porque a presin constante, alsistema se le permite expandirse y la energanecesaria para este trabajo de expansin debesuministrarse al sistema.



48/109



Para los gases ideales, estos dos calores especficos estnrelacionados entre si por:

Cp = Cv + R

En general, los calores especficos de una sustancia dependen

de dos propiedades independientes, como la temperatura y lapresin, sin embargo, para un gas ideal solo depende de latemperatura.



49/109



Los cambios diferenciales en la energa interna

u y en la entalpa h de un gas ideal se puedeexpresar en trminos de los calores especficoscomo:

du = Cv dT dh = Cp dT

( ver formulas relacionadas)



50/109


Una sustancia cuyo volumen especfico

(o densidad especfica) no cambia con latemperatura o la presin se conoce comoSUSTANCIA INCOMPRESIBLE.



51/109


Los volmenes especficos de los slidos y los

lquidos permaneces constantes durante unproceso y, por lo tanto, se pueden aproximarcomo sustancias incompresibles sin mucho

sacrificio en la exactitud.



52/109


Los calores especficos a volumen

constante y a presin constante sonidnticos para las sustancias

incompresibles.(ver dibujo)



53/109


Los calores especficos de las sustanciasincompresibles slo depende de la temperatura. Por lo

tanto, el cambio en la energa interna de slidos ylquidos se puede expresar (ver formula 1-5) donde.

Cprom = Calor especifico promedio evaluado a latemperatura promedio.



54/109

TRANSFERENCIA DE ENERGA.


La energa se puede transferir haciauna masa dada, o desde est, pordos mecanismos: calor Q y trabajo

W. Una interaccin energtica estransferencia de calor si su fuerzaimpulsora es una diferencia detemperatura. De lo contrario estrabajo.

Energa Trmica = CalorTransferencia de energa trmica =Transferencia de Calor


55/109

TRANSFERENCIA DE ENERGA.


Velocidad de transferencia decalor= Es la cantidad de calortransferido por unidad detiempo.

Flujo de Calor: es la velocidadde transferencia de calor porunidad de rea perpendiculara la direccin de esa

transferencia.(Ver formulas 1-6 , 1-7 1-8 -ejercicios)


56/109


Ejercicios


57/109

PRIMERA LEY DE LA TERMODINAMICA.

Tambin conocida como elprincipio de conservacin de laenerga afirma que: La energa nopuede crearse ni destruirse; solopuede cambiar de forma.



58/109


Tambin se lo llama balance deenerga: el cambio (aumento o

disminucin neto de la energa total delsistema durante un proceso es igual ala diferencia entre la energa total que

entra y la energa total que sale delsistema durante ese proceso.



59/109


La energa se transfiere hacia un sistema o haciafuera de este por medio de:

Calor

Trabajo

Flujo de masa.

La energa total de un sistema simplecomprensible consta de : energa interna, cinticay potencial.



60/109


BALANCE DE ENERGIA PARA SISTEMAS CERRADOS(MASA FIJA)

Un sistema cerrado consta de una masa fija . La energa total

E para la mayor parte de los sistemas que se encuentran en

la prctica consiste en la energa interna U.



61/109


BALANCE DE ENERGIA PARA SISTEMAS DE

FLUJO ESTACIONARIO.

Un gran nmero de equipos, como los calentadores

de agua y los radiadores de los autos, implica un

flujo de masa, hacia adentro y hacia fuera de un

sistema, y se consideran como volmenes de

control.



62/109

BALANCE DE ENERGIA PARA SISTEMAS DE FLUJO

ESTACIONARIO.

La cantidad de masa que fluye a travs de unaseccin transversal de un aparato de flujo, porunidad de tiempo, se llama GASTO DE MASA.

El volumen de un fluido que fluye por un tubo oducto por unidad de tiempo se llama gastovolumtrico.



63/109

BALANCE DE ENERGIA PARA SISTEMAS DE FLUJO

ESTACIONARIO.

BALANCE SUPERFICIAL DE ENERGIA.

Una superficie no contiene volumen ni masa y, por tanto,tampoco energa. Por lo mismo una superficie se puedeconcebir como un sistema ficticio cuyo contenido de

energa permanece constante durante el proceso(precisamente como un sistema de estado estacionario o deflujo estacionario).



64/109



MECANISMOS DE TRANSFERENCIA DE CALOR.Hemos definido el CALORcomo la forma de energa que

se puede transferir de un sistema a otro como resultadode la diferencia de temperatura .

La ciencia que trata de la determinacin de las velocidadesde las transferencias de energa es laTRANSFERENCIA DE CALOR.

La transferencia de energa como calor siempre se

produce del medio que tiene la temperatura mselevada hacia el de temperatura ms baja, y latransferencia de calor se detiene cuando los dos mediosalcanzan la misma temperatura.


65/109


MODOS DE TRANSFERENCIA DE CALOR.

CONDUCCIONCONVECCION

RADIACION.


66/109


Ejercicios


67/109


PRIMERA LECCION.


68/109


MODOS DE TRANSFERENCIA DE CALOR.CONDUCCIONCONVECCIONRADIACION.

CONDUCCIONLA CONDUCCIN ES LA TRANSFERENCIA DE ENERGA DE LAS

PARTCULAS MS ENERGTICAS DE UNA SUSTANCIA HACIALAS ADYACENTES MENOS ENERGTICAS, COMORESULTADO DE INTERACCIONES ENTRE ESAS PARTCULAS.

La conduccin puede tener lugar en slidos, lquidos o gases

F d T f i d C l


69/109

Formas de Transferencia de Calor

Conduccin:El calor viaja de la puntacaliente de la varilla hacia

el mango de la misma.

Ley de Fourier:


70/109


CONDUCCION. En los lquidos y gases la conduccin

se debe a las colisiones y a la difusin

de las molculas durante sumovimiento aleatorio. En los slidos se debe a la

combinacin de las vibraciones delas molculas en una retcula y altransporte de energa por parte de loselectrones libres.


71/109


CONDUCCION. La velocidad de la conduccin de

calor a travs de un mediodepende de la configuracingeomtrica de este, su espesor y el

material de que est hecho, ascomo de la diferencia detemperatura a travs de l.


72/109



CONDUCCION.- La velocidad de la conduccin de calor a

travs de una capa plana es proporcional a la

diferencia de temperatura a travs de esta yal rea de transferencia de calor , pero esinversamente proporcional al espesor de esacapa.

K (rea) (Diferencia de temperatura)

Velocidad de Conduccin de calor = --------------------------------------

espesor


73/109



Ley de Fourier

Patrones de Conduccin -


74/109


Patrones de Conduccin -Flujo de Calor

La Cantidad de Calorque se conduce est enfuncin de 4 factores:

El rea de la seccintransversal (A)

El tipo de Material (k) El grosor del material (L) La diferencia de

Temperatura (T).


75/109


Conduccin - Tipo de Material

Diferentes materiales conducen calor dediferente forma

Cobre

Cemento


76/109



CONDUCCION- LEY DE FOURIER.

La formula de Fourier indica que la velocidad deconduccin del calor en una direccin es

proporcional al gradiente de temperatura en esadireccin.El calor es conducido en la direccin de latemperatura decreciente y el gradiente detemperatura se vuelve negativo cuando esta ltimadecrece al crecer X .

El signo negativo de la ecuacin garantiza que latransferencia de calor en la direccin positiva seauna cantidad positiva


77/109



Conductividad trmica. La conductividad trmica k es

una medida de la capacidad de un

material para conducir calor. La conductividad trmica de unmaterial se puede definir como lavelocidad de transferencia de calor

a travs de un espesor unitario delmaterial por unidad de rea porunidad de diferencia de

temperatura


78/109



Conductividad trmica.

La conductividad trmica de un

material es una medida de la capacidaddel material para conducir calor. Un valor elevado para la conductividad

trmica indica que el material es un

buen conductor del calor y un valorbajo indica que es un mal conductor oque es un aislante.


79/109



Conductividad trmica.


80/109




81/109




82/109



DIFUSIVIDAD TERMICAOTRA PROPIEDAD DE LOS MATERIALES QUE APARECEEN EL ANALISIS DE LA CONDUCCIN DE CALOR ENREGIMEN TRANSITORIO ES LA DIFUSIVIDAD TERMICA,

LA CUAL REPRESENTA CUAN RPIDO SE DIFUNDE ELCALOR POR UN MATERIAL.


83/109


Universidad Estatal de MilagroUnidad Acadmica Ciencias de la IngenierapCp = capacidad calorfica J/kg.C - J/m3 . C.

Cp = Calor especifico. p=densidad

K= conductividad trmica- representa lo bien que un material conduce elcalor

La difusividad trmica de un material se puede concebir como la raznentre el calor conducido a travs del material y el calor almacenado porunidad de volumen.

El material que tiene una alta conductividad trmica o una bajacapacidad calorfica tiene una gran difusividad trmica.

Entre mayor sea la difusividad trmica , mas rpida es la propagacin delcalor hacia el medio

Un pequeo valor de difusividad trmica significa que , en su mayorparte , el calor es absorbido por el material y una pequea cantidad de

ese calor ser conducido todava mas.


84/109




85/109





86/109


Radiacin:El calor viaja a travs del

espacio como ondasEM para calentar algato y al ratn.

Conveccin: El calor de la estufa

causa que el agua de laolla y el aire en lahabitacin circulen.

Conduccin:El calor viaja de la punta

caliente de la varilla haciael mango de la misma.

Ley de Fourier:


87/109



CONVECCION

La CONVECCION, es un modo de transferenciade energa entre una superficie slida y el lquidoo gas adyacentes que estn en movimiento ycomprende los efectos combinados de laconduccin y el movimiento de fluidos.

Entre ms rpido es el movimiento de un fluido,mayor es la transferencia de calor por conveccin.


88/109




89/109




90/109



CONVECCION FORZADA

Es si el flujo es forzado a fluir sobre la superficie mediantemedios externos como un ventilador o una bomba o el viento.

CONVECCION NATURAL

Si el movimiento del fluido es causado por las fuerzas de empujeque son inducidas por las diferencias de densidad debidas a la

variacin de temperaturas de ese fluido


91/109




92/109



Ley de Newton de enfriamiento o transferencia de calor porconveccin.h = coeficiente de transferencia de calor por conveccin.

Unidades = W / m2 . C - Btu / h . Ft2 . F

As= es el rea superficial a travs de la cual tiene lugar la

transferencia de calor por conveccinTs = Es la temperatura de la superficie yT (inf) = es la temperaturadel fluido suficientemente alejado de esta superficie


93/109



El proceso de transferencia de calor que comprende cambio defase de un fluido tambin se consideran como conveccin a causadel movimiento de ese fluido inducido durante el proceso, como laelevacin de burbujas de vapor durante la ebullicin o la cada delas gotitas de lquido durante la condensacin .

El coeficiente de calor por conveccinh no es una propiedad delfluido. Es un parmetro que se determina en forma experimental ycuyo valor depende de todas las variables que influyen en laconveccin, como la configuracin geomtrica de la superficie, lanaturaleza del movimiento del fluido , las propiedades de este y lavelocidad masiva del mismo ( ver tabla)

Factores que afectan la


94/109


qConveccin

El flujo de calor porconvexin estasociado a:

Velocidad del Fluido(h) Coeficiente de

transferencia de calor(h)

rea de la superficie(A)

Diferencia detemperatura entre lasu erficie el fluido

Conveccin rea de


95/109


Superficie Grandes tanques llenos con fluidos de gran

masa trmica, pierden mas calor total debido aconveccin que las pequeas conexioneselctricas.

Conveccin Natural


96/109


Gradientes de Densidad

Conveccin


97/109


Qu tanta energa calorfica se transmite por conveccin dependede :-Valor h (coeficiente de conveccin)-Diferencia de temperatura (desde la superficie hasta un punto en

la trayectoria del flujo)-rea.

Conductividad Trmica


98/109


Conductividad Trmica

Los conductores decalor tienen una altaconductividad trmica.

Los aisladores trmicos

tienen una bajaconductividad trmica. Cual material exterior

ladrillo o triplex es

el mejor desde el puntode vista de aislante?

Universidad Estatal de Milagro


99/109


Unidad Acadmica Ciencias de la Ingeniera

TRANSFERENCIA DE CALOR PORRADIACIONLa RADIACION es la energa emitida por la materia en forma de ondaselectromagnticas (o fotones), como resultado de los cambios en lasconfiguraciones electrnicas de los tomos o molculas.

A diferencia de la conduccin y la conveccin, la transferencia deenerga por radiacin no requiere de un medio interpuesto.

La transferencia de energa por radiacin es la ms rpida (a la

velocidad de la luz) y no sufre atenuacin en el vaco.Ejemplo: La energa del sol que llega a la tierra



100/109



TRANSFERENCIA DE CALOR PORRADIACIONEn los estudios de transferencia de calor es deinters la RADIACION TERMICA, que es la forma deradiacin emitida por los cuerpos debido a su

temperatura.Es muy diferente a las otras formas de radiacin,como rayos x, los rayos gama, las microondas, lasondas de radio y TV, que no son relacionadas con la

temperatura. TODOS LOS CUERPOS A UNATEMPERATURA ARRIBA DE DEL CERO ABSOLUTOEMITEN RADIACIN TERMICA.



101/109



TRANSFERENCIA DE CALOR PORRADIACIONLa radiacin es un fenmeno volumtrico ytodos los slidos, lquidos y gases emiten ,

absorben o trasmiten radiacin en diversosgrados.

Se considera a la radiacin como unfenmeno superficial para los slidos que sonopacos a la radiacin trmica, como losmetales, la madera y las rocas.



102/109



TRANSFERENCIA DE CALOR PORRADIACIONLEY DE STEFAN BOLTZMANN.

La velocidad mxima de radiacin que puede

ser emitida desde una superficie a unatemperatura Ts (en K o R) se expresa como:(formula 1-25)



103/109



TRANSFERENCIA DE CALOR PORRADIACIONCUERPO NEGRO

La superficie idealizada que emite radiacin a

una velocidad mxima se llama cuerpo negroy la radiacin emitida por este es la radiacindel cuerpo negro.

La radiacin emitida por todas las superficiesreales es menor que la emitida por un cuerponegro a la misma temperatura. ( formula 1-26)



104/109



TRANSFERENCIA DE CALOR PORRADIACIONEMISIVIDAD

Es la medida de cuan prxima esta la superficie de

ser un cuerpo negro para lo cual el valor de e=1ABSORTIVIDAD

Otra propiedad relativa a la radiacin de unasuperficie es su absortividad la cual es la fraccinde la energa de radiacin incidente sobre unasuperficie que es absorbida por esta.



105/109



TRANSFERENCIA DE CALOR PORRADIACIONLEY DE KIRCHHOFF DE LA RADIACIN.

La ley afirma que la emisividad y laabsortividad de una superficie a unatemperatura y longitud de onda dadasson iguales. (formula 1-27)

Radiacin


106/109


Radiacin

Definicin: Transferencia decalor producida por ondaselectromagnticas. No se requiere ningn medio de

desplazamiento

Son an ms eficientes en elvaco, tal como el espacioexterior!

El sol es una fuente de calorpara objetivos en exteriores,produciendo:

Carga solar Reflexiones solares.

Ley de Stefan -


107/109


Boltzmann

Relaciona la energa emitida, E,temperatura, T, yemitancia, ( =Constante de Stephan-Boltzmann) 5.67 x

10-12 W/cm2 K 4 La radiacin emitida aumenta con latemperatura

Proporcional a: (temperatura absoluta)4

Ley de Stefan-Boltzmann


108/109


Ley de Stefan-Boltzmann

= 5,7x10

-8

w/m

2

K

4

E = T4

Radiacin electromagntica


109/109

Cunta energa calorfica radia desde unasuperficie de pende de:

= constante S-BEmisividad()Temperatura(T)Una superficie caliente emite ms radiacin

que una fra( si es que ambas son del

transferencia de calor -

Documents