Transferencia de calor por inducción

TRANSFERENCIA DE CALOR POR CONDUCCION.
OBJETIVO:
Que el alumno sea capaz de comprender, poner en práctica y determinar los diferentes términos usados en la conductividad térmica, así como el flux de un cuarto con temperatura elevada por medio de diferentes materiales y/o la constante (k) los mismos.

FUNDAMENTO TEORICO:
El calor es la transferencia de energía entre diferentes cuerposo diferentes zonas de un mismo cuerpo que se encuentran a distintas temperaturas. Este flujo siempre ocurre desde el cuerpo de mayor temperatura hacia el cuerpo de menor temperatura, ocurriendo la transferencia de calor hasta que ambos cuerpos se encuentren en equilibrio térmico.(1)
La transferencia de energía en forma de calor es muy común en muchos procesos químicos y de otros tipos. La transferencia de calor suele ir acompañada de otras operaciones unitarias, tales como el secado de maderas o alimentos, la destilación de alcohol, la quema de combustible y la evaporación.
La transferencia de calor se verifica debido a la fuerza impulsora debido auna diferencia de temperatura por la cual el calor fluye de la región de alta temperatura a la de temperatura más baja.



(2)

Si suponemos que la transferencia de calor ocurre solamente por conducción, podemos escribir siguiente ecuación, que es laley de Fourier:

(3)



Si hacemos un balance de calor de estado no estacionario para la dirección x, sólo sobre el elemento de volumen o volumen de control de la figura , y si utilizamos las ecuaciones (2) y (3) y consideramos que elárea de corte transversal es A m2, obtenemos:

(4)








Figura 1


Donde q es la cantidad de calor generado por volumenunitario. Podemos suponer que no hay generación de calor y también que hay una transferencia de calor en estado estacionario, en el cual la velocidad de acumulación es cero, y entonces la ecuación (3) se convierte en:(5)

Esto significa que la velocidad de entrada de calor por conducción = la velocidad de salida de calor por conducción; esto es, qx es constante en el tiempo para la transferencia de calor en estado estacionario.


La transferencia de calor puede verificarse por medio de uno o más de los tres mecanismos de transferencia:conducción, convección o radiación.
1. Conducción. Por este mecanismo, el calor puede ser conducido a través de sólidos, líquidos y gases. La conducción se verifica mediante la transferencia de energía cinética entre moléculas adyacentes. En un gas las moléculas “más calientes”, que tienen más energía y movimiento, se encargan de impartir energía a moléculas colindantes que están a nivelesenergéticos más bajos. Este tipo de transferencia siempre está presente, en mayor o menor grado, en sólidos, líquidos y gases en los que existe un gradiente de temperatura.
2. Convección. La transferencia de calor por convección implica el transporte de calor en un volumen y la mezcla de elementos macroscópicos de porciones calientes y frías de un gas o un líquido. Además, con frecuencia incluye...