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Transferencia de calor
 

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    Transferencia de calor Transferencia de calor Presentation Transcript

    • Transferencia de Calor
    • Termodinámica: se estudian los estados iniciales y finales de un proceso.
      Transferencia de calor: a través de los modos de transferencia de calor se estudian las velocidades en que se lleva a cabo. Es la energía en tránsito debido a una diferencia de temperaturas.
      Es una cantidad vectorial ya que tiene magnitud y sentido.
      ¿Cómo es el sentido de transferencia de calor de un cuerpo a otro?
    • Modos de transferencia de calor
    • Conducción
      Transferencia de energía a consecuencia de las interacciones de las partículas.
      Se puede dar en sólidos, líquidos o gases, siempre y cuando los líquidos y gases no tengan un movimiento masivo.
      La velocidad de la conducción de calor dependerá de la forma geométrica del medio, del espesor, del material de que se esté hecho y de la diferencia de temperaturas a través de él.
    • Conducción
      “La velocidad de la conducción de calor a través de una capa plana es proporcional a la diferencia de temperatura a través de ésta y al área de transferencia de calor, pero es inversamente proporcional al espesor de esa capa”
    • Conducción
      K = Conductividad térmica del material: es la capacidad de un material para conducir calor. Es la velocidad en que se transfiere calor por unidad de longitud y unidad de diferencia de temperatura. (W/mK)
      Mencione un ejemplo de conductor:
      Mencione un ejemplo de aislante:
    • Ejemplo
      La pared de un horno se construye con ladrillo de arcilla refractaria de 15 cm de espesor. El ladrillo tiene una conductividad térmica de 1.7W/mK. Las temperaturas tomadas durante la operación del horno son de 1400K y 1150K en las superficies interna y externa.
      ¿Cuál es la velocidad de pérdida de calor a través de una pared que tiene 0.5m x 3m?
    • Convección
      Transferencia de calor que ocurrirá entre una superficie y un fluido en movimiento cuando están a diferente temperatura.
      Se clasifica de acuerdo con la naturaleza del flujo: natural y forzada.
    • Convección
      “El flujo de transferencia de calor por convección es proporcional a la diferencia entre las temperaturas de la superficie y el fluido.”
    • Convección
      h= Coeficiente de transferencia de calor por convección: depende de las condiciones en la capa límite (geometría de la superficie, naturaleza del movimiento del fluido, entre otras propiedades termodinámicas del fluido)
      (W/ m2 K)
    • Ejemplo
      Existe un flujo de aire caliente a 80°C sobre una superficie plana de 2m x 4m que está a 30°C. Si el coeficiente promedio de transferencia de calor por convección es 55W/m2°C, determine la velocidad de transferencia de calor.
    • RESISTENCIAS TÉRMICAS
      Esta analogía con la resistencia eléctrica nos ayudará a resolver problemas que involucren conducción, convección y radiación.
    • Se tiene una pared compuesta de diferentes materiales y está en contacto con fluidos de diferente temperatura. ¿Cómo podemos calcular la transferencia de calor del sistema?
    • Analogía con resistencia eléctrica
    • 1.Resistencias térmicas2.Resistencias en serie
    • Ejemplo
      La ventana posterior de un automóvil se desempaña mediante el paso de aire caliente sobre su superficie interna. Si el aire cliente está a 40°C y el coeficiente de convección correspondiente es de 30 W/m2K
      ¿Cuáles son las temperaturas de las superficies interna y externa de la ventana de vidrio de 4mm de espesor, si la temperatura del aire ambiente del exterior es -10°C y el coeficiente de convección asociado es de 65 W/m2K?
      ¿Cuál es la velocidad de transferencia de calor del sistema?