el trabajo
Páginas: 5 (1071 palabras)
Publicado: 21 de abril de 2014
TRANSFERENCIA DE CALOR POR RADIACIÓN Y SU APLICACIÓN EN LA AGROINDUSTRIA
Introducción: Como ya se sabe, hay tres formas de transferencia de calor: Conducción, convección y radiación. En la conducción, el calor se transfiere de una parte de un cuerpo a otra, produciéndose un calentamiento del material de que está entre ambas partes. En la convección, el calor se transfiere por el mezclado de losmateriales y por conducción. En la transferencia radiante de calor, el medio a través del cual se transfiere el calor casi nunca se calienta. Básicamente, este mecanismo consiste en una transferencia de calor por radiación electromagnética.
La radiación térmica es una forma de radiación electromagnética similar a los rayos X, las ondas de luz, los rayos gamma, etc, y la única diferencia es lalongitud de onda (entre λ, 10-7 y 10-4). Obedece a las mismas leyes que la luz: se desplaza en línea recta, puede trasnmitirse a través del espacio y del vacío, etc. Es un mecanismo de calor muy importante, en especial cuando hay grandes diferencias de temperatura, como en un horno de tubos de vapor, en secadores radiantes y en hornos para cocción de alimentos. La radiación suele ir acompañada deradiación y convección.
Mecanismo de Transferencia de calor por Radiación: Está constituido por tres etapas o fases:
La energía térmica de una fuente de calor, como la pared de un horno (T1), se convierte en la energía de la ondas de radiación electromagnética.
Estas ondas se desplazan a través del espacio en línea recta y llegan a un objeto frío (T2), como un tubo que contiene agua que sedesea calentar.
Las ondas electromagnéticas que chocan contra el cuerpo son absorbidas por éste y se vuelven a transformar en energía o calor.
Cuando se calientan diferentes superficies a la misma temperatura, no emiten o absorben la misma cantidad de energía térmica radiante. Un cuerpo que absorbe y emite la máxima cantidad de energía a una temperatura dada se llama cuerpo negro, y es un estándarcontra el que pueden compararse otros cuerpos.
Absortividad y Cuerpos Negros: Cuando la radiación térmica (igual que las ondas de luz) incide sobre un cuerpo, parte de ella es absorbida por éste en forma de calor, otra parte se refleja de regreso al espacio y otra se transmite a través del cuerpo. Para la mayoría de los propósitos de la ingeniería, los cuerpos se consideran opacos a latransmisión de la luz, por lo que ésta puede despreciarse. Por tanto, en el caso de cuerpo opacos,
α + ρ = 1.0
donde α es la absortividad o fracción absorbida, y ρ es la reflectividad o fracción reflejada.
Un cuerpo negro se define como aquel que absorbe toda la energía radiante y no refleja porción alguna de la misma. Por eso para un cuerpo negro, ρ es 0 y α = 1. En la realidad, en la prácticano hay cuerpos negros perfectos, pero una aproximación muy cercana sería un pequeño orificio en un cuerpo cilíndrico hueco, como se muestra en la siguiente figura:
La superficie interior del cuerpo hueco se ennegrece con carbón. La radiación penetra por el orificio e incide en la pared de enfrente, parte se absorbe allí mismo y parte se refleja, continuando así el proceso. De esta manera, casitoda la energía que penetra es absorbida y el área del orificio actúa como un cuerpo negro perfecto. La superficie de la pared interior es "rugosa" y los rayos se dispersan en todos los sentidos, a diferencia de un espejo, donde se reflejan en ángulos definidos.
Como ya se mencionó, un cuerpo negro absorbe toda la energía radiante que incide sobre él y no refleja ninguna porción. Un cuerponegro también emite radiación, dependiendo de su temperatura. La relación entre el poder de emisión de una superficie y el de un cuerpo negro se llama emisividad ε y es 1.0 para un cuerpo negro. La Ley de Kirchhoff enuncia que a una misma temperatura T1, los valores de α1 y el de ε1 en una determinada superficie son iguales:
α1 = ε1
Aplicación de la Transferencia de Calor por Radiación en la...
Introducción: Como ya se sabe, hay tres formas de transferencia de calor: Conducción, convección y radiación. En la conducción, el calor se transfiere de una parte de un cuerpo a otra, produciéndose un calentamiento del material de que está entre ambas partes. En la convección, el calor se transfiere por el mezclado de losmateriales y por conducción. En la transferencia radiante de calor, el medio a través del cual se transfiere el calor casi nunca se calienta. Básicamente, este mecanismo consiste en una transferencia de calor por radiación electromagnética.
La radiación térmica es una forma de radiación electromagnética similar a los rayos X, las ondas de luz, los rayos gamma, etc, y la única diferencia es lalongitud de onda (entre λ, 10-7 y 10-4). Obedece a las mismas leyes que la luz: se desplaza en línea recta, puede trasnmitirse a través del espacio y del vacío, etc. Es un mecanismo de calor muy importante, en especial cuando hay grandes diferencias de temperatura, como en un horno de tubos de vapor, en secadores radiantes y en hornos para cocción de alimentos. La radiación suele ir acompañada deradiación y convección.
Mecanismo de Transferencia de calor por Radiación: Está constituido por tres etapas o fases:
La energía térmica de una fuente de calor, como la pared de un horno (T1), se convierte en la energía de la ondas de radiación electromagnética.
Estas ondas se desplazan a través del espacio en línea recta y llegan a un objeto frío (T2), como un tubo que contiene agua que sedesea calentar.
Las ondas electromagnéticas que chocan contra el cuerpo son absorbidas por éste y se vuelven a transformar en energía o calor.
Cuando se calientan diferentes superficies a la misma temperatura, no emiten o absorben la misma cantidad de energía térmica radiante. Un cuerpo que absorbe y emite la máxima cantidad de energía a una temperatura dada se llama cuerpo negro, y es un estándarcontra el que pueden compararse otros cuerpos.
Absortividad y Cuerpos Negros: Cuando la radiación térmica (igual que las ondas de luz) incide sobre un cuerpo, parte de ella es absorbida por éste en forma de calor, otra parte se refleja de regreso al espacio y otra se transmite a través del cuerpo. Para la mayoría de los propósitos de la ingeniería, los cuerpos se consideran opacos a latransmisión de la luz, por lo que ésta puede despreciarse. Por tanto, en el caso de cuerpo opacos,
α + ρ = 1.0
donde α es la absortividad o fracción absorbida, y ρ es la reflectividad o fracción reflejada.
Un cuerpo negro se define como aquel que absorbe toda la energía radiante y no refleja porción alguna de la misma. Por eso para un cuerpo negro, ρ es 0 y α = 1. En la realidad, en la prácticano hay cuerpos negros perfectos, pero una aproximación muy cercana sería un pequeño orificio en un cuerpo cilíndrico hueco, como se muestra en la siguiente figura:
La superficie interior del cuerpo hueco se ennegrece con carbón. La radiación penetra por el orificio e incide en la pared de enfrente, parte se absorbe allí mismo y parte se refleja, continuando así el proceso. De esta manera, casitoda la energía que penetra es absorbida y el área del orificio actúa como un cuerpo negro perfecto. La superficie de la pared interior es "rugosa" y los rayos se dispersan en todos los sentidos, a diferencia de un espejo, donde se reflejan en ángulos definidos.
Como ya se mencionó, un cuerpo negro absorbe toda la energía radiante que incide sobre él y no refleja ninguna porción. Un cuerponegro también emite radiación, dependiendo de su temperatura. La relación entre el poder de emisión de una superficie y el de un cuerpo negro se llama emisividad ε y es 1.0 para un cuerpo negro. La Ley de Kirchhoff enuncia que a una misma temperatura T1, los valores de α1 y el de ε1 en una determinada superficie son iguales:
α1 = ε1
Aplicación de la Transferencia de Calor por Radiación en la...
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