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Páginas: 4 (847 palabras) Publicado: 12 de agosto de 2012
TRANSFERENCIA DE CALOR
MI31A-Fenómenos de Transporte en Metalurgia Extractiva Prof. Tanai Marín Clase #5

5.1 Transferencia de Calor Noestacionaria vs Estacionaria
Luego de iniciar un proceso oal hacer un cambio en éste, habrá un período de tiempo antes de alcanzar el estado estacionario. En algunas situaciones, el estado estacionario nunca es alcanzado. En otras, el estado estacionario sealcanza muy rápidamente

El objetivo de esta sección es encontrar algunas relaciones que permitan determinar aproximadamente cuánto tiempo tardará en alcanzarse el estado estacionario.

Númerode Fourier
Consideremos la siguiente situación:
•Sistema de ancho W •Área A (perpendicular) •Temperatura inicial uniforme T0. •El sistema se encuentra aislado a la profundidad W •La Temperatura de lasuperficie se aumenta a T1 en t=0

T1

Aislación perfecta

T0

W

Número de Fourier
A medida que transcurre el tiempo:
T1 t4 t∞ t6 t5 Aislación perfecta

T0

t1

t2

t3Situación hipotética

T1 − T0 q=k⋅ W

W

Supongamos que el flujo de calor “promedio” desde que se impuso la temperatura T1 hacia el sistema está dado por: T1 − T0 Q[W ] = k ⋅ A ⋅
W

Una vez quela temperatura en el extremo W ha alcanzado la temperatura T1 régimen estacionario, la cantidad total de calor ingresada al sistema debe ser:
⎡ J ⎤ ∆H [J ] = m[kg ]⋅ c p ⎢ ⎥ (T1 − T0 )[K ] ⎣ kg ⋅ K ⎦∆H [J ] = c p ⋅ ρ ⋅ A ⋅W ⋅ (T1 − T0 )

La cantidad de energía ingresada debe igualar al flujo de calor por el tiempo necesario para lograr estado estacionario:
T1 − T0 k ⋅ A⋅ ⋅ t = c p ⋅ ρ ⋅ A ⋅ W ⋅(T1 − T0 ) W

Por lo tanto, para el flujo de calor hipotético: cp ⋅ ρ W2 2
t= k ⋅W =

α

Se define el tiempo adimensional dado por la última relación, como el número de Fourier (Fo):
Fo =α ⋅t
W2

Al aumentar esta razón con el tiempo, significa que el estado estacionario se acerca. Si Fo2 Esta situación también es aplicable a una placa de ancho 2W y temperatura inicial T0 y la...
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