Preinforme calor 2

2010
Dpto. de Ingeniería Química y Ambiental
Universidad Técnica Federico Santa María
06/09/2010

LABORATORIO
TRANSFERENCIA DE CALOR

Pre Informe Experiencia Nº2
“Mecanismos de
Transferencia de Calor”
Profesor: Patricio Núñez M.
Ayudante:
Alumnos: Natalia Lizana
Gabriel Baltazar
Día y Bloque: Jueves 5


UTFSM Casa Central, Valparaíso2.1) a.
* Conducción: Es el mecanismo que transfiere calor en medios sólidos, desde el de mayor temperatura, al de menor temperatura. El calor transferido se define como: , donde k es la conductividad térmica del cuerpo donde se lleva a cabo la conducción, A la superficie de transferencia y el gradiente de temperatura en la dirección de flujo de calor.
* Convección: Es el mecanismo detransmisión de calor que requiere que estén en contacto un fluido en movimiento con el área de un medio sólido. En general se produce en los líquidos y los gases, ya que su conductividad calorífica es pequeña. Existen dos tipos de convección: natural y forzada. El calor transferido se define como:, donde hcf es el coeficiente de transmisión de calor por convección que depende del fluido, A elárea superficial en contacto con el fluido, Tpf la temperatura de la superficie y Tf la temperatura inicial del fluido.
* Radiación: Es el mecanismo que no necesita materia para transferir calor. Es causada por la oscilación de campos eléctricos y magnéticos y se transmite desde un cuerpo en todas direcciones, por lo que la radiación puede interaccionar de dos maneras: absorción y emisión.La rapidez con que se libera o absorbe energía de cierta superficie se define como: (ecuación de Stefan-Boltzmann), donde ε es la emisividad que depende de la superficie, σ la constante de Stefan-Boltzmann, que tiene un valor de 5.67x10-8 [W/m2K4], A el área superficial que radia energía, T la temperatura del cuerpo y To la temperatura del ambiente.

* La conductividad térmica (k) es unapropiedad relacionada con la transmisión de calor por conducción, que depende del material y varia con la temperatura. No se puede predecir, por lo que solo se puede llegar a ésta experimentalmente.
Material | Intervalo de temperatura | k[mW/m°C] |
Superaislamiento al vacío de linde | -240 a 1100 | 0,0015-0,072 |
Espuma de uretano | -180 a 150 | 16-20 |
Bloques de vidrio celular | -200 a200 | 29-108 |
Placas de fibra de vidrio | 20 a 450 | 33-52 |
Bloques de fibra mineral | Hasta 1100 | 52-130 |
Coquillas preformadas de fibra mineral | Hasta 650 | 35-91 |

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CD-IWQ-222, Capitulo 2 - Mecanismos de Transferencia de Calor, Conceptos: Conducción, Convección, Radiación.
* La diferencia entre convección forzada y naturales que la primera ocurre cuando una fuerza motriz hace que el fluido se mueva sobre la superficie con la que transferirá calor y la segunda ocurre sin necesidad de una fuerza motriz para que el fluido tenga cierta velocidad, sino que el fluido al tener contacto con dicha superficie, que está a una temperatura diferente al éste, cambia de densidad, lo que hace que el fluido adquiera velocidad.* La Ley de Stefan-Boltzmann establece que la radiación total de un cuerpo negro perfecto es proporcional a la cuarta potencia de la temperatura absoluta el cuerpo, o sea:
, siendo σ la constante de Stefan-Boltzmann.
Para un cuerpo que no sea negro la ecuación se transforma a:.

* Un cuerpo negro es una sustancia que tiene absorbencia casi completa, o sea, que tienen la capacidad deabsorber casi toda la energía radiante.
* La emisividad (ε) es una propiedad que depende del material. Ésta mide la eficiencia con que la superficie emite energía radiante, por lo que toma valores entre 0 y 1.
Esta propiedad es importante para la radiación, ya que es parte de la definición de la rapidez con que libera o absorbe energía radiante cierta superficie de un cuerpo no negro....