Trasferencia de calor

Instituto Tecnológico de Reynosa


TRANSFERENCIA DE CALOR
Formas de transferencia de Calor


Docente:
ING. MIGUEL ANGEL PULGARÓN ORTIZ




CD. REYNOSA, TAMPS 11 de septiembre de 2012
Índice:

Formas de Transferencia de Calor
Páginas
Introducción
3
Conducción
4
Características de la conducción
5
Mediciones de conductividad
6Ejemplo de conductividad
7-8
Convección
9-10
Características de la Convección
11
Mediciones de la Convección
12
Ejemplo de Convección
13-14
Radiación
15-16
Características de la Radiación
17
Ejemplo de Radiación
18-19-20
Bibliografía
21









TRANSFERENCIA DE CALOR
Introducción:
Se le conoce como “transferencia de calor” al proceso por el que se intercambia energía enforma de calor entre distintos cuerpos, o entre diferentes partes de un mismo cuerpo que están a distinta temperatura.
El calor por otra parte se define como la transferencia de energía a través de la frontera de un sistema debido a la diferencia de temperatura entre el sistema y su entorno.
Existen tres procesos distintos por los cuales se transmite el calor: por conducción, por convección ypor radiación.

En algunos casos particulares, aunque los tres procesos son diferentes, pueden tener lugar simultáneamente, objetando como consecuencia que un proceso predomine sobre el otro; para identificarlos es necesario conocer consistentemente cada proceso y sus características.

FORMAS DE TRANSFERENCIA DE CALOR

Conducción: cuando existe un gradiente de temperatura en un cuerpo, hay unatransferencia de energía de la región de alta temperatura a la de baja temperatura. Se dice que la energía es transferida por conducción y que la rapidez de transferencia de energía por unidad de área es proporcional al gradiente normal de temperatura:

Cuando se inserta la constante de proporcionalidad:

De donde:
Q
Rapidez de transferencia de calor
/
Gradiente de Temperatura
-KConductividad térmica del material


El signo menos es añadido para satisfacer el segundo principio de la Termodinámica, es decir, el calor deberá fluir hacia abajo en la escala de temperatura.
La conducción puede tener lugar en los sólidos, líquidos o gases. En los gases y líquidos la conducción se debe a las colisiones y a la difusión de las moléculas durante su movimiento aleatorio, en el casode los solidos se debe a la combinación de las vibraciones de las moléculas en una retícula y al transporte de energía por parte de los electrones libres.


Características de la conducción.
1. Es el transporte de calor a través de una sustancia y tiene lugar cuando se ponen en contacto dos objetos a diferentes temperaturas.
2. El calor fluye desde el objeto que está a mayor temperatura hastael que tiene la menor.
3. La conducción de calor continúa hasta que los dos objetos alcanzan la misma temperatura (equilibrio térmico).
4. La rapidez de transferencia de calor, depende de la conductividad térmica del material así como las diferencias de temperatura a través de él.


Ejemplos Visuales de Transferencia de calor por conductividad.









MEDICION DE CONDUCTIVAD
Elcoeficiente de conductividad térmica (λ) caracteriza la cantidad de calor necesario por m2, para que atravesando durante la unidad de tiempo, 1 m de material homogéneo obtenga una diferencia de 1 °C de temperatura entre las dos caras. La conductividad térmica se expresa en unidades de W/ (m·K) (J/(s· m· °C)).
A continuación se muestra una tabla de las conductividades térmicas de algunosmateriales a la temperatura ambiente.

Material
k, W/m .°C*
Diamante
2300
Plata
429
Cobre
401
Oro
317
Aluminio
237
Hierro
80.2
Mercurio (1)
8.54
Vidrio
0.78
Ladrillo
0.72
Agua (1 )
0.607
Piel humana
0.37
Madera (roble)
0.17
Helio (g)
0.152
Caucho suave
0.13
Fibra de vidrio
0.043
Aire(g)
0.026
Uretano, espuma rígida
0. 026

Ejemplo de la utilidad práctica de la...