Lab3
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Marco teórico En la discusión previamente desarrollada acerca de la conducción de calor a través de sólidos de capas múltiples, se supuso un “contacto perfecto” en la interface de las capas y consecuentemente no se consideró ninguna caída de la temperatura en dicha interface. No obstante, en la realidad esto no sucede producto de la rugosidad de las superficies (ver figura 1). Es decir, al comprimirse las superficies, los picos formarán buen contacto superficial, pero los valles formarán vacuos con un fluido (típicamente aire). Estas “brechas de aire” debido a la baja conductividad térmica de este medio actúan como un aislamiento. De esta manera, toda interface ofrece alguna resistencia a la transferencia de calor por conducción, y esta resistencia por unidad de área de la interface se conoce como resistencia térmica por contacto. El valor de dicha resistencia va a depender de la aspereza de la superficie, de las propiedades de los materiales, del tipo de fluido atrapado en la interface, y de la temperatura y presión en la interface. En general la resistencia térmica por contacto tiende a disminuir al aumentar la presión en la interface y al disminuir la aspereza superficial. Al final la transferencia de calor en la interface será la suma del calor conducido a través del contacto solido (entre los picos) y a través de los espacios de aire; lo cual puede expresarse
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Marco teórico
En la discusión previamente desarrollada acerca de la conducción de calor a través de sólidos de capas múltiples, se supuso un “contacto perfecto” en la interface de las capas y consecuentemente no se consideró ninguna caída de la temperatura en dicha interface. No obstante, en la realidad esto no sucede producto de la rugosidad de las superficies (ver figura 1). Es decir, al comprimirse las superficies, los picos formarán buen contacto superficial, pero los valles formarán vacuos con un fluido (típicamente aire). Estas “brechas de aire” debido a la baja conductividad térmica de este medio actúan como un aislamiento.
De esta manera, toda interface ofrece alguna resistencia a la transferencia de calor por conducción, y esta resistencia por unidad de área de la interface se conoce como resistencia térmica por contacto. El valor de dicha resistencia va a depender de la aspereza de la superficie, de las propiedades de los materiales, del tipo de fluido atrapado en la interface, y de la temperatura y presión en la interface. En general la resistencia térmica por contacto tiende a disminuir al aumentar la presión en la interface y al disminuir la aspereza superficial. Al final la transferencia de calor en la interface será la suma del calor conducido a través del contacto solido (entre los picos) y a través de los espacios de aire; lo cual puede expresarse de forma análoga a la Ley del enfriamiento de Newton de la siguiente manera:
Q̇cond , n=hc A∆T interface
Donde A es el área aparente de la interface (que es el área de contacto entre las superficies), ∆T interface a diferencia de temperatura en la interface, y hc la conductancia térmica por contacto (que dimensionalmente se puede ver es el inverso de la resistencia térmica por contacto).
Rc=hc−1=
∆T interfaceQ̇cond ,n /A
Abstracto
El siguiente informe trata acerca de los sistemas de transferencias que están unidos a lo largo de su superficie de contacto.En los informes anteriores hemos analizado la gradiente de temperatura y la conductividad térmica en las barras de cobre y acero.Ahora nuestro análisis se enfoca en estudiar las secciones de interface. Para ello se usarán los datos obtenidos en las anteriores experiencias.
