RESUMEN

La transferencia de calor desde un fluido a otro es un problema común en diseño térmico. Un ejemplo cotidiano es un radiador de un automóvil, en el cual el calor del refrigerante caliente se transmite al aire frio que pasa a través del armazón del radiador.

La transferencia de calor desde un fluido a otro es un problema común en diseño térmico. Los dispositivos que se usan para tal efecto se laman intercambiadores de calor.

En termodinámica el calor se define como la energía que se transfiere debido a gradientes o diferencias de temperatura. De manera consistente con ese punto de vista, la termodinámica solo reconoce dos modos de transferencia de calor: conducción y radiación.

Toda la materia y todo el espacio contienen radiación electromagnética. La partícula o cuanto de energía, de energía electromagnética es el fotón, y la transferencia de calor por radiación puede considerarse tanto en función de ondas electromagnéticas como de función de fotones. El flujo de energía que abandona una superficie por emisión y reflexión de radiación electromagnética se llama radiosidad.

El cuerpo negro es una superficie ideal. Las superficies reales absorben menos radiación que las superficies negras. La fracción de la radiación incidente que absorbe se llama absortancia o absortividad. Un modelo muy usado para una superficie real es el de la superficie gris, definida como aquella para la cual es constante, independientemente de la naturaleza de la radiación incidente.

transferencia de calor más complejo.

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FUNDAMENTOS TEORICOS

1.1 INTRODUCCION

El proceso de transferencia de calor nos es familiar a todos. En días fríos nos ponemos mas ropa a fin de reducir la transferencia de calor de nuestro cuerpo tibio al frio ambiente. La disciplina de ingeniería conocida como transferencia de calor trata los métodos para calcular velocidades de transferencia de energía calorífica. Este tema es importante para casi todas las ramas de la tecnología. Sin embargo, tradicionalmente la disciplina que más se ha ocupado de la transferencia de calor ha sido la ingeniería mecánica, en virtud de la importancia del proceso de transferencia en los sistemas de conversión de energía, desde eléctricas de carbón hasta calentadores de agua que utilizan energía solar.

La transferencia de calor desde un fluido a otro es un problema común en diseño térmico. Un ejemplo cotidiano es un radiador de un automóvil, en el cual el calor del refrigerante caliente se transmite al aire frio que pasa a través del armazón del radiador.

La transferencia de calor desde un fluido a otro es un problema común en diseño térmico. Los dispositivos que se usan para tal efecto se laman intercambiadores de calor.

En la producción de energía en las industrias procesadoras se necesitan muchos tipos distintos de intercambiadores de calor. Una central eléctrica, ya sea de combustible fósil o nuclear, tiene una caldera en la que se produce vapor de agua para impulsar las turbinas, y un condensador en el que el vapor se condensa a fin de reducir la sobre presión en las turbinas y recuperar el agua. El condensador que patento James Watt en 1769 amentaba a mas de el doble el rendimiento de las maquinas de vapor de la época; esto puso en marcha la Revolución Industrial.El condensador de un refrigerador domestico consiste, por lo general, en un serpentín con aletas de enfriamiento que aumentan el intercambio de calor con el medio ambiente.

Se desprende que la transferencia de calor abarca una amplia gama de fenómenos físicos de desarrollar una metodología para el diseño térmico de sistemas.

1.3 METODOS DE TRANSFERENCIA DE CALOR

En termodinámica el calor se define como la energía que se transfiere debido a gradientes o diferencias de temperatura. De manera consistente con ese punto de vista, la termodinámica solo reconoce dos modos de transferencia de calor: conducción y radiación. Por ejemplo, la transferencia de calor a través de la pared de una tubería de acero se realiza por conducción, mientras que la transferencia de calor del Sol a la Tierra o a una nave espacial se efectúa por radiación térmica estas modalidades de transferencia de calor se producen a escala molecular o subatómica.

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Así, una diferencia de energía en la conducción y la radiación es que los portadores de energía en la conducción tienen un camino libre medio corto, mientras que en la radiación acurre lo contrario. Al mismo tiempo, en virtud de su temperatura puede ser portador de energía.

En el sistema de calefacción domestica por agua caliente mostrado en la fig. 1.3 representa las distancias vías de transferencia de calor. El agua caliente de la caldera ubicada en el sótano fluye a través de una tubería hasta los radiadores colocados en cada habitación. La convección es convección natural; el aire calentado, cercano a la superficie del radiador, se eleva debido al empuje hacia arriba, y el aire más frio fluye para ocupar su lugar.

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1.3.1 CONDUCCION DEL CALOR

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1.3.2 RADIACION TERMICA

Toda la materia y todo el espacio contienen radiación electromagnética. La partícula o cuanto de energía, de energía electromagnética es el fotón, y la transferencia de calor por radiación puede considerarse tanto en función de ondas electromagnéticas como de función de fotones. El flujo de energía que abandona una superficie por emisión y reflexión de radiación electromagnética se llama radiosidad. Una superficie negra o cuerpo negro se define como aquella que absorbe la totalidad de la radiación incidente sin reflejar nada. En consecuencia, toda la radiación que proviene de una superficie negra es emitida por dicha superficie y se expresa mediante la ley de Stefan Boltzmann:

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Donde la convención de signos es tal que un flujo neta hacia el exterior de la superficie es positivo. La ecuación (1.14) también es válida para dos grandes superficies negras puestas una frente a la otra, como se muestra en la figura 1.7.

El cuerpo negro es una superficie ideal. Las superficies reales absorben menos radiación que las superficies negras. La fracción de la radiación incidente que absorbe se llama absortancia o absortividad. Un modelo muy usado para una superficie real es el de la superficie gris, definida como aquella para la cual es constante, independientemente de la naturaleza de la radiación incidente. La fracción de la radiación incidente que se refleja es la reflectancia o reflectividad, si el objeto es opaco, es decir, si no es transparente a la radiación electromagnética, entonces:

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1.1.3 CONVECCION DE CALOR

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1.4 MODOS COMBINADOS DE TRANSFERENCIA DE CALOR

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1.4.1 CIRCUITOS TERMICOS

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1.4.2 BALANCES DE ENERGIA SUPERFICIALES

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2.4 ALETAS

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2.4.1 ALETA DE AGUJA

Ecuación diferencial y condiciones de contorno

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Distribución de temperaturas

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Aletas rectangulares rectas

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2.4.2 RESISTENCIA TERMICA DE LAS ALETAS Y EFECTIVIDAD SUPERFICIAL

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2.4.3 ANALISIS DE OTROS TIPOS DE ALETAS

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2.4.4 ALETAS DE AREA DE SECCION TRANSVERSAL VARIABLE

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2.4.5 PRINCIPIOS DE SIMILITUD Y ANALISIS DIMENCIONAL

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CONCLUSION

Podemos concluir que gracias a los temas ya vistos, damos inicio a este curso de transferencia de calor.

Nos dimos cuenta que los cuerpos negros son una superficie ideal. Las superficies reales absorben menos radiación que las superficies negras. La fracción de la radiación incidente que absorbe se llama absortancia o absortividad. Un modelo muy usado para una superficie real es el de la superficie gris, definida como aquella para la cual es constante, independientemente de la naturaleza de la radiación incidente.

Gracias a esta monografía aprendimos muchas cosas, entre ellas la importancia y la aplicación de la transferencia de calor, como un ejemplo el radiador de un automóvil.

BIBLIOGRAFIA

LIBRO: TRANSFERENCIA DE CALOR de MILLS

CAPITULOS: 1 y 2

TEMAS: 1.1, 1.3, 1.4, 2.4

PAGINAS: 2, 7-24, 25-30, 82-105

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