Formulario Para Transferencia De Calor

Formulario de Transferencia de Calor
CONDUCCIÓN
Leyes básicas de Transferencia de Calor:
Ley de Fourier:

q = −kA

Ley de Stefan-Boltzmann:

q = εσAT 4

dT
dx

4
q = εσA(T 4 − Tsur )q = hr A(Ts − Tsur )

Ley del enfriamiento de
Newton:

2
hr = εσ (Ts + Tsur )(Ts2 + Tsur )

q = hA(Ts − T∞ )

σ=5.67×10-8 W/m2K4
Forma diferencial de Ley de la Conservación de la Energíapara Conducción de Calor:
Coordenadas
cartesianas

∂  ∂T  ∂  ∂T  ∂  ∂T 
∂T
k
 + k
&
 ∂y  + ∂z  k ∂z  + q = ρc p ∂t

∂x  ∂x  ∂y 




Coordenadas
cilíndricas

∂T1 ∂  ∂T  1 ∂  ∂T  ∂  ∂T 
&
 kr
+ 2
k
 + k
 + q = ρc p
r ∂r  ∂r  r ∂θ  ∂θ  ∂z  ∂z 
∂t
1 ∂  2 ∂T 
1
∂  ∂T 
∂
∂
∂T 
∂T
k
 kr
+ 2
&
2
 ∂φ  + r 2 senθ ∂θ ksenθ ∂θ  + q = ρc p ∂t

∂r  r senφ ∂φ 
r ∂r 




Coordenadas
esféricas

Resistencias Térmicas:
Conducción en pared plana:

Rcond =

Conducción en pared cilíndrica:

L
kARcond

Conducción en pared
esférica

r 
ln ext 
r 
int 
=
2πkL

Convección

Radiación

1
=
hA

Rcond

1
=
hr A

Rconv

Rrad

1

r
int
=

 1
−
r
  ext
4πk






Contacto

Rt ,c =

T A − TB
,
q x,

Superficies Extendidas

Efectividad de la
aleta

Aletas con Ac
constante:
2

∂ θ hP
−
θ =0
∂x 2 kAc

εf =Arreglos de aletas
Eficiencia global Área total
(aletas+sup.
qf
η0 =
expuesta)

q max

At = NA f + Ab

qf
hAc ,bθ b

Eficiencia de la aleta:

ηf =

qf

Rt .aleta =

hA f θ bCalor removido por el arreglo:

 NA f
(1 − η f
qt = hAt 1 −
At


Resistencia térmica:

)θ



b

1
η f hA f

Resistencia
del arreglo:

Rt .0 =

θb
qt

=

térmica

1η 0 hAt
1

Conducción de calor transiente:
Número de Biot:

Bi =

hLc
k

Variación temporal de la
temperatura de un cuerpo cuando
Bi≤0.1

Número de Fourier:

Fo =

αt
L2
c...