Transferencia de calor

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Transferencia de calor

  1. 1. Transferencia de Calor<br />
  2. 2. Termodinámica: se estudian los estados iniciales y finales de un proceso.<br />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.<br />Es una cantidad vectorial ya que tiene magnitud y sentido.<br />¿Cómo es el sentido de transferencia de calor de un cuerpo a otro?<br />
  3. 3. Modos de transferencia de calor<br />
  4. 4. Conducción<br />Transferencia de energía a consecuencia de las interacciones de las partículas.<br />Se puede dar en sólidos, líquidos o gases, siempre y cuando los líquidos y gases no tengan un movimiento masivo.<br />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.<br />
  5. 5. Conducción<br /> “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”<br />
  6. 6. Conducción<br />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)<br />Mencione un ejemplo de conductor:<br />Mencione un ejemplo de aislante:<br />
  7. 7. Ejemplo<br />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.<br />¿Cuál es la velocidad de pérdida de calor a través de una pared que tiene 0.5m x 3m?<br />
  8. 8. Convección<br />Transferencia de calor que ocurrirá entre una superficie y un fluido en movimiento cuando están a diferente temperatura.<br />Se clasifica de acuerdo con la naturaleza del flujo: natural y forzada.<br />
  9. 9. Convección<br />“El flujo de transferencia de calor por convección es proporcional a la diferencia entre las temperaturas de la superficie y el fluido.”<br />
  10. 10. Convección<br />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)<br />(W/ m2 K)<br />
  11. 11. Ejemplo<br />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.<br />
  12. 12. RESISTENCIAS TÉRMICAS<br />Esta analogía con la resistencia eléctrica nos ayudará a resolver problemas que involucren conducción, convección y radiación.<br />
  13. 13. 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?<br />
  14. 14. Analogía con resistencia eléctrica<br />
  15. 15. 1.Resistencias térmicas2.Resistencias en serie<br />
  16. 16.
  17. 17. Ejemplo<br />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<br />¿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?<br />¿Cuál es la velocidad de transferencia de calor del sistema?<br />

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