transferencia de calor introduccion
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Conocimientos previos al campo de Transferencia de calor.TRANSCRIPT
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Expositor:
Rusber A. RISCO OJEDA
INGENIERO MECNICO
TRANSFERENCIA DE
CALOR
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INTRODUCCIN
CONCEPTOS BSICOS:
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Transferencia de la Energa
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Mecanismo de Transferencia de Calor
Calor: Es la forma de energa que se puede transferir de
un sistema a otro como resultado de la diferencia de
temperatura.
El anlisis termodinmico se interesa en la cantidad de
transferencia de calor conforme un sistema pasa por un
proceso, de un estado de equilibrio a otro.
La transferencia de calor, es la ciencia que trata de la
determinacin de las razones de las transferencias de
energa, la transferencia de calor se detiene cuando los
dos medios alcanzan la misma temperatura.
La transferencia de calor tiene direccin y magnitud por lo
tanto es una cantidad vectorial.
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Conduccin
Es la transferencia de energa de las
partculas ms energticas de una
sustancia hacia las adyacentes menos
energticas, como resultado de
interacciones entre esas partculas. La
conduccin puede tener lugar en los
slidos, lquidos o gases.
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La rapidez o razn de la conduccin de calor a travs de
un medio depende de la configuracin geomtrica de ste,
su espesor y el material de que est hecho, as como de la
diferencia de temperatura a travs de l.
En forma diferencial, que representa la ley de Fourier de la
conduccin del calor:
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Conductividad Trmica
Es la razn de transferencia de
calor a travs de un espesor unitario
del material por unidad de rea por
unidad de diferencia de
temperatura.
Es una medida de la capacidad del
material para conducir calor.
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La ubicacin de un punto.
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Comparacin: Transferencia de Calor Estacionaria con la Transferencia
Transitoria
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Transferencia de Calor Multidimensional
Los problemas de transferencia de
calor se clasifican como:
unidimensional, bidimensional o
tridimensional.
Transferencia bidimensional del calor.
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Transferencia unidimensional del calor.
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La Ley de Fourier de la Conduccin del Calor en forma Unidimensional:
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En coordenadas rectangulares
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Ecuacin Unidimensional de la Conduccin del Calor
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Ecuacin de la Conduccin de Calor en una Pared Plana Grande
Un balance de energa:
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Dado que el rea A es constante para una pared plana, la
ecuacin unidimensional de conduccin de calor en
rgimen transitorio en una pared de ese tipo:
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La conductividad trmica permanece constante:
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Ecuacin de la Conduccin de Calor en un Cilindro Largo
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Un balance de energa:
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Ecuacin de la Conduccin de Calor en una Esfera
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Ecuacin Unidimensional Combinada de la Conduccin de Calor
Las ecuaciones unidimensionales de conduccin de calor
en rgimen transitorio, para pared plana, el cilindro y la
esfera, revela que las tres se pueden expresar en forma
compacta:
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Ecuacin General de Conduccin de Calor
Coordenadas Rectangulares:
Un balance de energa:
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La conductividad trmica constante: Es la ecuacin de
Fourier-Biot:
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En Coordenadas Cilndricas:
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Coordenadas Esfricas:
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Condiciones de Frontera e Iniciales
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Generacin de Calor en un Slido
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Esfera
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Cilindro