paredes compuestas

Transferencia de Calor
Dr. Sergio Baz Rodríguez

Facultad de Ingeniería Química
Universidad Autónoma de Yucatán

CONTENIDO DE LA CLASE

I.

CONDUCCIÓN A TRAVÉS DE PAREDES
CILÍNDRICAS COMPUESTAS
II. ESPESOR CRÍTICO DE AISLANTE

I. CONDUCCIÓN A TRAVÉS DE PAREDES CILÍNDRICAS COMPUESTAS

 Fluido dentro y fuera de
las dos paredes de la
tubería.

L

 L >> ri
T1

T2

k01

k12

 Variación
de
latemperatura en dirección
r: Ta > T0 > T1 > T2.

T0
Fluido a Ta
r2
r0
r1

Fluido a Tb

 Estado estacionario

I. CONDUCCIÓN A TRAVÉS DE PAREDES CILÍNDRICAS COMPUESTAS

Resistencias a la transferencia de calor:
L

T1

T2

k01

k12

T0
Fluido a Ta
r2
r0
r1

Fluido a Tb

I. CONDUCCIÓN A TRAVÉS DE PAREDES CILÍNDRICAS COMPUESTAS

Resistencias a la transferencia de calor:
 Dos películas de fluidoadyacentes
a
las
interfases sólido-fluido

L

T1

T2

k01

k12

T0
Fluido a Ta
r2
r0
r1

Fluido a Tb

I. CONDUCCIÓN A TRAVÉS DE PAREDES CILÍNDRICAS COMPUESTAS

Resistencias a la transferencia de calor:
 Dos películas de fluido
adyacentes
a
las
interfases sólido-fluido

L

T1

T2

k01

k12

T0
Fluido a Ta

Fluido a Tb

r2
r0
r1

q0  ha Ta  T0 
q2  hb T2  Ta 

I. CONDUCCIÓN A TRAVÉS DE PAREDESCILÍNDRICAS COMPUESTAS

Resistencias a la transferencia de calor:
 Dos películas de fluido
adyacentes
a
las
interfases sólido-fluido
 Dos
regiones
de
conducción
de calor
(dos capas de materiales
sólidos diferentes)

L

T1

T2

k01

k12

T0
Fluido a Ta
r2
r0
r1

Fluido a Tb

I. CONDUCCIÓN A TRAVÉS DE PAREDES CILÍNDRICAS COMPUESTAS

Resistencias a la transferencia de calor:
 Dos películas defluido
adyacentes
a
las
interfases sólido-fluido
 Dos
regiones
de
conducción
de calor
(dos capas de materiales
sólidos diferentes)

L

T1

T2

k01

k12

T0
Fluido a Ta
r2
r0
r1

Fluido a Tb

I. CONDUCCIÓN A TRAVÉS DE PAREDES CILÍNDRICAS COMPUESTAS

 Fluido dentro y fuera de
las dos paredes de la
tubería.

L

 L >> ri
T1

T2

k01

k12

 Variación
de
la
temperatura en dirección
r: Ta > T0 > T1 >T2.

T0
Fluido a Ta
r2
r0
r1

Fluido a Tb

 Estado estacionario

I. CONDUCCIÓN A TRAVÉS DE PAREDES CILÍNDRICAS COMPUESTAS

Resistencias a la transferencia de calor:
 Dos películas de fluido
adyacentes
a
las
interfases sólido-fluido
 Dos
regiones
de
conducción
de calor
(dos capas de materiales
sólidos diferentes)

L

T1

T2

k01

k12

T0
Fluido a Ta
r2
r0
r1

Fluido a Tb

Debido a que puede serdifícil
conocer la temperatura en el sólido
en contacto con la interfase de fluido
y la(s) temperatura(s) intermedia(s),
es ventajoso plantear un vía de
cálculo de transferencia de calor
que solo inculya la temperatura del
fluido interno y del externo

I. CONDUCCIÓN A TRAVÉS DE PAREDES CILÍNDRICAS COMPUESTAS

Resistencias a la transferencia de calor:
 Dos películas de fluido
adyacentes
a
lasinterfases sólido-fluido
 Dos
regiones
de
conducción
de calor
(dos capas de materiales
sólidos diferentes)

L

T1

T2

k01

k12

T0
Fluido a Ta
r2
r0
r1

Fluido a Tb

Se conocen las resistencias externas
a la transferencia de masa (sólidofluido):

q0  ha Ta  T0 

q2  hb T2  Tb 
Falta conocer las resistencias
difusivas (conductivas) de calor
(internas)

I. CONDUCCIÓN A TRAVÉS DE PAREDESCILÍNDRICAS COMPUESTAS

Ambas regiones sólidas son
regiones de conducción de
calor únicamente, de modo
que su modelo general es el
mismo…

L

T1

T2

k01

k12

T0
Fluido a Ta
r2
r0
r1

Fluido a Tb

I. CONDUCCIÓN A TRAVÉS DE PAREDES CILÍNDRICAS COMPUESTAS

Ambas regiones sólidas son
regiones de conducción de
calor únicamente, de modo
que su modelo general es el
mismo…

L

T1

T2

k01

k12

Se puedenelegir elementos
de volumen en cualquier de
las dos regiones… el
modelo general será:

T0
Fluido a Ta
r2
r0
r1

Fluido a Tb

d rqr 
0
dr

I. CONDUCCIÓN A TRAVÉS DE PAREDES CILÍNDRICAS COMPUESTAS

Ambas regiones sólidas son
regiones de conducción de
calor únicamente, de modo
que su modelo general es el
mismo…

L

T1

T2

k01

k12

T0
Fluido a Ta

Fluido a Tb

r2
r0
r1

Pero como se tienen dos...