CONDUCCiÓN DE CALOR EN RÉGIMEN TRANSITORIO

En general, la temperatura de un cuerpo varía con el tiempo así como con
la posición. En coordenadas rectangulares, esta variación se expresa como
T(x, y, z, t), en donde (x, y, z) indica lavariación en las direcciones
x, y y z, y t indica la variación con el tiempo. En el capítulo anterior se consideró
la conducción de calor en condiciones estacionarias, para las cuales la
temperatura deun cuerpo en cualquier punto no cambia con el tiempo. Con
certeza, esto simplificó el análisis, en especial cuando la temperatura varió sólo
en una dirección y se pudo obtener soluciones analíticas.En este capítulo
se considera la variación de la temperatura con el tiempo así como con la posición,
en sistemas unidimensionales y multidimensionales.
Se inicia este capítulo con el análisis delos sistemas concentrados (también
llamados los sistemas de parámetros concentrados o de resistencia interna despreciable),
en los cuales la temperatura de un cuerpo varía con el tiempo peropermanece uniforme en cualquier instante. Enseguida, se considera la variación
de la temperatura con el tiempo así como con la posición para problemas
unidimensionales de conducción de calor, como losasociados con una pared
plana grande, un cilindro largo, una esfera y un medio semiinfinito, usando
diagramas de temperatura transitoria y soluciones analíticas. Por último, se
considera la conduccióndel calor en estado transitorio en los sistemas multidimensionales
por medio de la solución producto.
OBJETIVOS
Cuando el lector termine de estudiar este capítulo, debe ser capaz de:
• Evaluarcuándo es despreciable la variación espacial de la temperatura y cuándo la
temperatura varía casi uniformemente, haciendo que pueda aplicarse el análisis de
sistemas concentrados
• Obtener solucionesanalíticas para los problemas de conducción unidimensional transitoria
en las configuraciones geométricas rectangular, cilíndrica y esférica, aplicando
el método de separación de variables, así...