UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO

UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO

FACULTAD DE INGENIERIA QUMICA UNIERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLLO ESCUELA DE INGENIERIA QUMICACURSO:TRANFERENCIA DE CALOR

TEMA:EJERCICIOS DE TRANSFERENCIA DE CALOR DESARROLLADOS EN LA INTERGAZ GRFICA DE USUARIO DE MATLAB

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PROFESOR:

Dr. Ing. EVANGELISTA BENITES, GUILLERMO DAVID ALUMNOS:

Velsquez Gutirrez, Daniel Jair

CICLO: V SECCIN: A

19 DE JULIO DEL 2013TRUJILLO-PER

DETERMINACIN VISUAL DE LA TRANSFERENCIA DE CALOR PARA UNA PLACA POR EL MTODO DE DIFERENCIAS FINITAS

Se tiene una placa de 1 m2 la cual se va a someter a diferentes temperaturas por cada lado de dicha placa. Dicho material tiene una densidad de 7600 kg/m3, una conductividad trmica de 47 W/m.K y una capacidad calorfica de 480 J/kg. Las temperaturas a las cuales se someti el material son:Borde superior: 800 K, borde inferior: 300 K, borde izquierdo: 200 K, borde derecho: 500 K.El mdulo viene dado por la siguiente relacin:

Dnde:: Entalpa del material: Densidad del material: Capacidad calorfica del material: Longitud de las aristas de la placa: Variacin del tiempoDetermine visualmente la variacin de la temperatura a travs de la placa.

SOLUCIN:Se crear una interfaz grfica en donde se determine de manera grfica la variacin de temperatura a travs de la placa, colocando como datos de entrada los recuadros que ms adelante veremos en la FIGURA 1.La ecuacin general para 2D est dada por:

Tratamos de resolverlo numricamente por el mtodo de diferencias finitas:Variacin de la temperatura respecto al tiempo:

Direccin de la temperatura respecto al eje x:

Direccin de la temperatura respecto al eje y:

Y la ecuacin es la siguiente:

Suponemos :

Donde M es el modulo y viene dada por:

La condicin de estabilidad tiene que ser satisfecho:

Utilizando las condiciones de contorno:

O

Se requieren las propiedades de los materiales, la temperatura inicial, la temperatura en los bordes, y algunos parmetros adicionales que se crear. Los parmetros adicionales son los siguientes:Mdulo, longitud, nmero de puntos de transferencia de calor, y el tiempo que se especificara.

CREANDO UNA INTERFAZ GRFICA EN MATLAB

El programa ser creado y posteriormente guardado con el nombre TRANSFBIDIMENSIONAL y la ejecucin ser la siguiente:

Para: Borde superior: 800 K, borde inferior: 300 K, borde izquierdo: 200 K, borde derecho: 500 K.

Para: Borde superior: 800 K, borde inferior: 100 K, borde izquierdo: 1000 K, borde derecho: 500 K.

Para: Borde superior: 100 K, borde inferior: 400 K, borde izquierdo: 1000 K, borde derecho: 1000 K.Cdigo del programa:function varargout = TRANSFBIDIMENSIONAL(varargin) % Last Modified by GUIDE v2.5 17-Jul-2013 23:37:16 % Begin initialization code - DO NOT EDITgui_Singleton = 1;gui_State = struct('gui_Name', mfilename, ... 'gui_Singleton', gui_Singleton, ... 'gui_OpeningFcn', @TRANSFBIDIMENSIONAL_OpeningFcn, ... 'gui_OutputFcn', @TRANSFBIDIMENSIONAL_OutputFcn, ... 'gui_LayoutFcn', [] , ... 'gui_Callback', []);if nargin && ischar(varargin{1}) gui_State.gui_Callback = str2func(varargin{1});end if nargout [varargout{1:nargout}] = gui_mainfcn(gui_State, varargin{:});else gui_mainfcn(gui_State, varargin{:});end% End initialization code - DO NOT EDIT % --- Executes just before TRANSFBIDIMENSIONAL is made visible.function TRANSFBIDIMENSIONAL_OpeningFcn(hObject, eventdata, handles, varargin)% This function has no output args, see OutputFcn.% hObject handle to figure% eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB% handles structure with handles and user data (see GUIDATA)% varargin command line arguments to TRANSFBIDIMENSIONAL (see VARARGIN) % Choose default command line output for TRANSFBIDIMENSIONALhandles.output = hObject; % Update handles structureguidata(hObject, handles); % UIWAIT makes TRANSFBIDIMENSIONAL wait for user response (see UIRESUME)% uiwait(handles.figure1); % --- Outputs from this function are returned to the command line.function varargout = TRANSFBIDIMENSIONAL_OutputFcn(hObject, eventdata, handles)

varargout{1} = handles.output; % --- Executes on button press in Run.function Run_Callback(hObject, eventdata, handles)clear globalclcglobal tkon t%% INGRESO DE DATOSro=str2double(get(handles.hustota,'String'));vod=str2double(get(handles.vodivost,'String'));Cp=str2double(get(handles.kapacita,'String'));T0=str2double(get(handles.T0,'String'));TH=str2double(get(handles.TH,'String'));TD=str2double(get(handles.TD,'String'));TP=str2double(get(handles.TP,'String'));TL=str2double(get(handles.TL,'String'));L=str2double(get(handles.L,'String'));M=str2double(get(handles.M,'String'));N=str2double(get(handles.n,'String'));tkon=str2double(get(handles.tkon,'String'));%% CLCULOSa=vod/(ro*Cp);% Longitud del pasodx=L/(N-1);% Tiempo del pasodt=((dx)^2)/(M*a);t=dt;%% TEMPERATURAS INICIALESTpoc=zeros(N,N);for i=1:1:N for j=1:1:N Tpoc(i,j)=T0; endend while t