(1-1) Transferencia de Calor I

25
Transferencia de calor I 1 – 1 Introducción: transferencia de calor por conducción

description

Ingenieria mecanica, cuarto año. Transferencia de calor por conduccion, conveccion en una pared plana y además flujo radial a través de un cilindro, casos de aislante y radio critico

Transcript of (1-1) Transferencia de Calor I

  • Transferencia de calor I1 1Introduccin: transferencia de calor por conduccin

    Transferencia de calor I

  • Transferencia de calor IEvaluaciones - 01 2013Parcial: mircoles 22 de mayo, 35%Final: mircoles 03 de julio, 35%Laboratorio: 15%Proyecto: 15%

    Transferencia de calor I

  • Transferencia de calor IModos de transferencia de calorConduccinConveccinRadiacin

    Transferencia de calor I

  • Transferencia de calor IConduccin, definicinCONDUCCION: Es la forma de transmitir el calor en cuerpos slidos; se calienta un cuerpo, las molculas que reciben directamente la energa aumentan su vibracin y chocan con las que las rodean; estas a su vez hacen lo mismo con sus vecinas hasta que todas las molculas del cuerpo se agitan, por esta razn, si el extremo de una varilla metlica se calienta a flama, transcurre cierto tiempo para que el calor llegue al otro extremo.El calor no se transmite con la misma facilidad por todos los cuerpos. Existen los denominados "buenos conductores del calor", que son aquellos materiales que permiten el paso del calor a travs de ellos. Los "malos conductores o aislantes" son los que oponen mucha resistencia al paso del calor.

    Transferencia de calor I

  • Transferencia de calor IConveccin, definicinLa conveccin es una de las tres formas de transferencia de calor y se caracteriza porque sta se produce a travs del desplazamiento de materia entre regiones con diferentes temperaturas. La conveccin se produce nicamente en materiales fluidos. stos al calentarse disminuyen su densidad y ascienden al ser desplazados por las porciones a menor temperatura que, a su vez, descienden y se calientan repitiendo el ciclo. El resultado es el transporte de calor por medio de las parcelas de fluido ascendente y descendente.La transferencia de calor implica el transporte de calor en un volumen y la mezcla de elementos macroscpicos de porciones calientes y fras de un gas o un lquido. Se incluye tambin el intercambio de energa entre una superficie slida y un fluido

    Transferencia de calor I

  • Transferencia de calor IRadiacin, definicinEn Fsica, la radiacin es un modo de propagacin de la energa a travs del vaco, de forma anloga a la luz. En sentido estricto refiere a la energa transportada por ondas electromagnticas, llamada radiacin electromagntica.

    Transferencia de calor I

  • Transferencia de calor Ik: conductividad trmicaLey de Fourier de la conduccin de calorLa conductividad trmica es una propiedad intrnseca de los materiales que valora la capacidad de conducir el calor a travs de ellos. El valor de la conductividad vara en funcin de la temperatura a la que se encuentra la sustancia, por lo que suelen hacerse las mediciones a 300 K con el objeto de poder comparar unos elementos con otros.

    Transferencia de calor I

  • Transferencia de calor IConduccin de calorEl flujo de calor debido a la conduccin trmica es proporcional a la magnitud del gradiente de temperatura y opuesta a el en signo.Ley de Fourier, unidimensionalLey de Fourier, tridimensional= Conductividad trmicaEl flujo de calor es una cantidad vectorial

    Transferencia de calor I

  • Transferencia de calor IDiscusinDiscuta sobre la conductividad trmica de un material porosoDiscuta sobre la conductividad trmica de la madera

    Transferencia de calor I

  • Transferencia de calor I

    MaterialkMaterialkMaterialkAcero47 58Corcho0.04 0.03Mercurio83.7Agua0.58Estao64.0Mica0.35Aire0.02Fibra de vidrio0.03 0.07Niquel52.3Alcohol0.16Glicerina0.29Oro308.2Alpaca29.1Hierro70.8Parafina0.21Aluminio209.3Ladrillo0.80Plata406.1 418.7Amianto0.04Ladrillo refractario0.47 1.05Plomo35.0Bronce116 186Latn81 116Vidrio0.6 1.0Cinc106 140Litio301.2W/m2 K (W/m2 C)Cobre372.1 385.2Madera0.13

    Transferencia de calor I

  • Transferencia de calor IEjemplo, lana de vidrioLas fibras de lana de vidrio, resultan ser un aislante de excelente desempeo trmico (bajo coeficiente de conductividad trmica). Reducen prdidas trmicas en tuberas que transportan fluidos calientes o fros garantizando as:Reduccin del consumo de energaMenor variacin de temperatura del fluido durante su recorrido, con la consecuente mejora en el rendimiento de la instalacin.Proteccin contra fenmenos de condensacin en tuberas de fluidos fros.Bajas temperaturas superficiales externas, eliminando los riesgos de quemaduras al personal.Por la constitucin inorgnica de la lana de vidrio, estas son imputrescibles; no se dilatan, ni se contraen (material totalmente estable).

    Transferencia de calor I

  • Transferencia de calor IEjemplo, lana de vidrioLas propiedades mecnicas de la lana de vidrio, le otorgan al producto una buena resistencia a las vibraciones.Propiedades: Temperatura de trabajo: de - 30 a 250 CReaccin al fuego: Material incombustible Corrosin: Los resultados de los anlisis ubican al producto en la "zona aceptable" del diagrama de Karnes, no corrosivo segn Ensayos ASTM C 795/77 y ASTM C 871/77Comportamiento al agua: No hidrfilo.http://www.isothermperu.com/internas.php?page=prod_vidrio&foto=_08

    Transferencia de calor I

  • Transferencia de calor IEjemplo, espuma rgida de poliuretanoEl descubrimiento de los poliuretanos se remonta al ao 1937, aunque fue durante la dcada de los cincuenta cuando se desarrollaron. Los sistemas de poliuretano son bsicamente el conjunto de dos componentes lquidos, POLIOL e ISOCIONATO, que mediante reaccin qumica dan lugar a la espuma de poliuretano. Esta espuma es una materia sinttica duroplstica. Presenta una estructura celular predominantemente cerrada y su densidad est comprendida, segn la aplicacin, entre 30 y 100 Kg/m

    Transferencia de calor I

  • Transferencia de calor IEjemplo, espuma rgida de poliuretanoLa espuma rgida de poliuretano posee:Alta capacidad de aislamiento. Alcanza un valor inicial de conductividad trmica de 0,020 W/m.K a 10C.Absorcin de agua. El contenido de humedad no supera el 5% en volumen.Resistencia a la transmisin de vapor de agua. Oscila entre 385 y 900 M.W s/g.m.Resistencia al envejecimiento.

    Transferencia de calor I

  • Transferencia de calor ICaracteristicas, espuma rgida de poliuretano

    Transferencia de calor I

  • Transferencia de calor IEjemplo, interfaz trmicaKester tiene experiencia en la disipacin de calor en diversos tipos de aplicaciones tales como radiadores/permutadores de calor, conexin de molde y microprocesador. Una solucin de metal o a base de soldador proporciona mltiples beneficios tales como:Alta conductividad trmicaSin plomo Disponibilidad de factores para varias configuracionesEste producto se refiere a la solucin del material de control trmico entre el difusor de calor/punto de inversin y un disipador de calor activo o pasivo. Los disipadores de calor, tanto activos como pasivos, se utilizan para disipar el calor generado por un microprocesador.

    Transferencia de calor I

  • Transferencia de calor IConductividad trmica de los elementos

    Transferencia de calor I

  • Transferencia de calor IConductividad trmica de los elementoshttp://herramientas.educa.madrid.org/tabla/properiodicas/conductermica.html

    Transferencia de calor I

  • Transferencia de calor IConductividad trmica

    Transferencia de calor I

  • Transferencia de calor ICalor netoQ: rapidez de transferencia de calorQneto = qneto A

    Transferencia de calor I

  • Transferencia de calor IDifusin

    Transferencia de calor I

  • Transferencia de calor IDifusin

    Transferencia de calor I

  • Transferencia de calor IDifusividad

    Transferencia de calor I

  • Transferencia de calor IEn tres dimensiones

    Transferencia de calor I

  • Transferencia de calor IEcuacin de calor

    Transferencia de calor I

    *************************