Transferencia De Calor

Formulario Breve para el estudio de los procesos de transferencia de Calor

1. Prólogo
2. Ecuaciones básicas para el cálculo de los coeficientes de transferencia de calor para las superficies de intercambio térmico
3. Introducción a la convección
4. Fundamentos de la teoría de la semejanza según el método de Rayleigh
5. Transferencia de calor por convección en el interior detubos para fluido turbulento
6. Transferencia de calor por convección libre (natural)
7. Transferencia de calor por convección en tubos rugosos
8. Transferencia de calor por convección por el exterior de una tubería
9. Transferencia de calor por ebullición
10. Transferencia de calor por condensación del vapor
11. Transferencia de calor por radiación
12. Transferencia de calor porconducción en cuerpos con fuentes internas de calor
13. Principios de aislamiento térmico
14. Transferencia de calor por conducción en paredes aletadas


Prólogo

En el presente trabajo se exponen de forma resumida las principales formulaciones y correlaciones para la determinación de los coeficientes de intercambio térmico en las 3 formas básicas de transferencia de calor. Se han mostradoalguna relaciones ya muy difundidas, y otras no tan conocidas pero si de gran validez y aplicabilidad a la solución de problemas del fascinante mundo de la transferencia de calor. Los autores no han tenido la intención de dar una opinión autorizada sobre el tema, acerca del cual existen innumerables trabajos de alto rigor y valor científico, sino que han pretendido de una forma amena y sencillaintroducir los conceptos básicos de esta complejo, pero fascinante temática para que los interesados en el tema posean una información básica a partir de la cual logren comprender mejor la información brindada en los manuales especializados.
Si se cumple este objetivo, los autores se sentirán satisfechos en ver su meta cumplida.


Ecuaciones básicas para el cálculo de los coeficientes de transferencia decalor para las superficies de intercambio térmico

Transferencia de calor por conducción en paredes planas.
La transferencia de calor de un fluido en movimiento, líquido o gas a través de una pared plana u otro fluido en movimiento se puede expresar a través de la ecuación siguiente:

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El coeficiente de transferencia de calor global representado en la fórmula (1.a) lleva el nombre decoeficiente limpio.
Cuando se consideran las incrustaciones motivo del tiempo de trabajo la ecuación de K se expresa:

[pic]

Por consiguiente en el caso de una pared plana sin fuentes internas de calor, teniendo en cuenta esta dependencia entre el coeficiente de conductividad térmica y la temperatura, la ecuación de la curva de temperaturas de una pared plana dejará de ser una dependencia lineal yvendrá descrita por la siguiente relación:

[pic]

Transferencia de calor por conducción en paredes cilíndricas
Para este caso la expresión del flujo de calor Q se expresa para una tubería cilíndrica de longitud L.[pic]

[pic]

Para el cálculo medio se utiliza la siguiente regla:

[pic]

En las paredes cilíndricas la densidad del flujo calórico no permanece constante, por lo que se utilizara ladensidad de flujo de calor lineal, donde:


[pic]

Esto es cuando se conocen los valores las resistencias térmicas y los coeficientes de resistencia de las incrustaciones
Para la inmensa mayoría de los materiales, la dependencia entre el coeficiente de conductividad térmica y la temperatura tiene un carácter lineal descrito mediante la siguiente correlación:

[pic]

Por consiguiente en el caso de unapared cilíndrica sin fuentes internas de calor, si el valor del coeficiente de conductividad térmica permanece constante, la temperatura varia según una curva logarítmica, teniendo en cuenta que el coeficiente de conductividad térmica depende ahora de la temperatura, tal como se muestra en la relación (1.15), la ecuación de la curva de temperaturas tomara ahora la forma siguiente:

[pic]...