Cap2 Conduccion C

TRANSFERENCIA DE CALOR

CAP2: CONDUCCION
R
égimen Transitorio
Régimen
Prof. Oscar Farías Fuentes

Régimen Transitorio
Introducción

• Muchos de los problemas de TdeC dependen del tiempo Î
Régimentransitorio ( no estable).
• El enfriamiento y calentamiento brusco de un cuerpo debe
considerar la variación de la energía almacenada en éste.
• Normalmente, el aporte o absorción de energía serealiza
con un fluido, por lo que en la frontera interviene un
coeficiente de Transferencia de Calor convectivo h.
• Para determinar la dependencia temporal de la temperatura
dentro de un sólido Î Resoluciónde la Ec. General de
Fourier.
• Bajo condiciones donde los gradientes de Tº al interior del
sólido son pequeños Î Método de la resistencia interna
despreciable o método de la capacitanciaconcentrada.

Régimen Transitorio
Formulación general

• Bi<0.1 Resistencia
interna despreciable
• Bi>0.1 Resistencia
interna no
despreciable

Régimen Transitorio

Método de la Resistencia InternaDespreciable

⎛

θ = θ 0 exp⎜⎜ −

t ⎞
⎟

⎟
⎝ τt ⎠

Analogía Eléctrica
θ = θ

Bi =

h⋅L
k

0

exp

(−
F0 =

Bi ⋅ Fo
α ⋅t
L2

)

Distribución de
temperatura en función de
los Nos de Biot y Fourier

Interpretacióngeométrica

Régimen Transitorio

Validez Método Resistencia Int. Despreciable

Análisis general del método de la
resistencia interna despreciable

Sin convección, ni
generación interna de calorSi Tair=0

Para ver si se deben considerarse los efectos de la radiación.
Para la condición de curado, se tiene:

Régimen Transitorio
Números importantes

• Número de Biot (Bi): Representa larazón entre la resistencia térmica
L / k h⋅L
=
Bi =
interna y la resistencia térmica
1/ h
k
externa a la transferencia de calor
en régimen transitorio.
• Número de Fourier (Fo):
Representa la razón entreel flujo
térmico transferido por conducción
y el flujo almacenado en un cuerpo
durante la transferencia de calor en
régimen transitorio

Fo =

α ⋅t
L2

Régimen Transitorio
Resumen

Bi<0.1...