industria

FÓRMULAS, TABLAS Y FIGURAS DE
TRANSFERENCIA DE CALOR

Juan Carlos Ramos González
Doctor Ingeniero Industrial
Raúl Antón Remírez
Doctor Ingeniero Industrial
Diciembre de 2010

Transferencia de Calor / Curso 2010-11

Fórmulas, Tablas y Figuras

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Transferencia de Calor / Curso 2010-11

Fórmulas, Tablas y Figuras

ÍNDICE
Fórmulas
Tema 1. Introducción a la transferencia decalor y a la conducción ...................................... 1
Tema 2. Conducción unidimensional en régimen estacionario ............................................. 3
Tema 3. Conducción bidimensional en régimen estacionario ............................................... 6
Tema 4. Conducción en régimen transitorio .......................................................................... 6Tema 5. Introducción a la convección ................................................................................... 9
Tema 6. Convección forzada en flujo externo ..................................................................... 11
Tema 7. Convección forzada en flujo interno...................................................................... 14
Tema 8. Convección libre o natural..................................................................................... 17
Tema 9. Introducción a la radiación .................................................................................... 19
Tema 10. Intercambio radiativo entre superficies ............................................................... 22

Tablas y Figuras
Tema 2. Conducción unidimensional en régimenestacionario ........................................... 24
Tema 3. Conducción bidimensional en régimen estacionario ............................................. 27
Tema 4. Conducción en régimen transitorio ........................................................................ 34
Tema 6. Convección forzada en flujo externo ..................................................................... 37
Tema7. Convección forzada en flujo interno...................................................................... 42
Tema 8. Convección libre o natural ..................................................................................... 46
Tema 9. Introducción a la radiación .................................................................................... 48
Tema 10. Intercambio radiativo entresuperficies ............................................................... 50
Tablas de propiedades termofísicas y de funciones matemáticas ........................................ 55
Alfabeto griego .................................................................................................................... 62

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Transferencia de Calor / Curso 2010-11

Fórmulas, Tablas yFiguras

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Fórmulas, Tablas y Figuras
TEMA 1. INTRODUCCIÓN A LA TRANSFERENCIA DE CALOR Y A LA
CONDUCCIÓN
• Calor o transferencia de calor o velocidad de transferencia de calor: q [J/s = W].
• Flujo calorífico o de calor: q ′′ [W/m2].
• Ley de Fourier: q ′′ = − k
x

dT
. q x = q ′′ ⋅ A . En condiciones de régimen estacionario y con una
x
dxdistribución lineal de temperaturas: q ′′ = −k
x

T −T
T − T2
∆T
dT
= −k 2 1 = k 1
=k
.
dx
L
L
L

• Conductividad térmica: k [W/m·K].
• Ley de enfriamiento de Newton: q ′′ = h(Ts − T∞ ) .
x
• Coeficiente de transferencia de calor por convección: h [W/m2·K].
• Potencia emisiva superficial: E [W/m2].
• Ley de Stefan-Boltzmann para un cuerpo negro: E b = σTs4 .
• Constante deStefan-Boltzmann: σ = 5,67·10-8 W/m2·K4.
• El flujo de calor emitido por una superficie real a la misma temperatura que un cuerpo negro
siempre será menor y viene dado por: E = εσTs4 , donde ε es la emisividad, que puede variar
entre 0 y 1.
• Se llama irradiación, G, a la velocidad con la que la radiación incide sobre un área unitaria.
La proporción de la irradiación total que es absorbida por...