fluido de calor



INSTITUTO TECNOLÓGICO DE PACHUCA

INGENIERÍA QUÍMICA

INFORME

PRÁCTICA 12

“Conducción del calor. Ley de Fourier. Simulación”


Tania Montserrat García Pérez
Eric Oswaldo Jiménez Hernández
Mireya Estrada Martínez
Edith Karina Montero Peza


ING. IRMA YOLANDA LEÓN CASTELAZO


25 de noviembre de 2013



ÍNDICE

1.-OBJETIVO-------------------------------------------------------------------------------------------------- Pág. 3

2.- MOTIVACIÓN --------------------------------------------------------------------------------------------- Pág. 3

3.-HIPÓTEIS---------------------------------------------------------------------------------------------------- Pág. 3

4.-FUNDAMENTOTEÓRICO-------------------------------------------------------------------------------- Pág. 3,4

5.-DISEÑO DE LA PRÁCTICA-------------------------------------------------------------------------------- Pág.5
5.1 VARIABLES Y PARÁMETROS ---------------------------------------------------------------- Pág. 5
5.2ELECCIÓN DE SISTEMA FÍSICO ------------------------------------------------------------- Pág. 5
5.3 EQUIPO Y MATERIALES AUTILIZAR------------------------------------------------------- Pág. 5
5.4DESARROLLO DELA PRÁCTICA--------------------------------------------------------------- Pág. 5,6
5.5DATOS A OBTENER Y POSIBLES CÁLCULOS----------------------------------------------- Pag 6,7

6.- REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS----------------------------------------------------------------------- Pág. 8






1.-OBJETIVO
Observar el fenómenode la conducción del calor a lo largo de una barra metálica cuyos extremos están conectados a dos focos de calor que tienen distintas temperaturas, probando barras de distintos materiales, empleando una simulación de software en línea.

2.-MOTIVACIÓN
Es de gran importancia conocer este fenómeno, ya que como ingenieros en la industria es de suma aplicación, permitiéndonos el estudio necesariopara conocer la velocidad de conducción de calor a través de un sólido, un ejemplo claro de conducción de calor a nivel industrial, será la elaboración de alimentos en muchos de los equipos que son utilizados.
3.-HIPÓTESIS
Mostrará variaciones de temperatura a lo largo de la longitud de la barra.

4.-FUNDAMENTO TEÓRICO

La transferencia de energía por conducción se realiza de dos maneras.El primer mecanismo es el de la interacción molecular, en el cual el aumento del movimiento de una partícula a nivel de energía más alto imparte energía a las moléculas adyacentes que se encuentran en niveles de energía más bajos.
El segundo mecanismo es el de transferencia de calor por conducción por medio de electrones “libres”. El mecanismo de los electrones libres es importante,principalmente en los sólidos puramente metálicos; la concentración de electrones libres varía considerablemente en las aleaciones y baja mucho en los sólidos no metálicos.
Como la conducción de calor es un fenómeno molecular, es de esperarse que la ecuación básica que sirva para describir este proceso sea semejante a la utilizada en la transferencia molecular de momento. Esta ecuación fue establecida porprimera vez, en 1822, por Fourier, en la siguiente forma:

Siendo J la densidad de corriente de energía (energía por unidad de área y por unidad de tiempo), que se establece en la barra debido a la diferencia de temperaturas entre dos puntos de la misma, y K una constante característica del material denominada conductividad térmica.
La ley de Fourier afirma que hay una proporcionalidad entre elflujo de energía J y el gradiente de temperatura.

Considerando un elemento de la barra de longitud dx y sección S. La energía que entra en el elemento de volumen en la unidad de tiempo es JS, y la que sale es J’S. La energía del elemento cambia, en la unidad de tiempo, en una cantidad igual a la diferencia entre el flujo entrante y el flujo saliente.

Esta energía se emplea en cambiar la...