simulacion tranferencia calor de una casa

3.- CÁLCULOS Y SIMULACIONES PARA EL DISEÑO
DE VIVIENDAS RURALES

3.1.- CÁLCULOS DE BALANCES TÉRMICOS
IDENTIFIQUEMOS LOS FLUJOS DE CALOR QUE SE PRESENTAN EN LAS EDIFICACIONES

ALGUNAS DEFINICIONES…
CALOR O TRANSFERENCIA DE CALOR
“Transferencia de calor (o calor) es la energía en
tránsito debido a una diferencia de temperaturas.”

FORMAS DE TRANSFERENCIA DE
CALOR
•CONDUCCIÓN•CONVECCIÓN
•RADIACIÓN
•EVAPORACIÓN *

PROPIEDADES TERMOFÍSICAS
•CONDUCTIVIDAD TÉRMICA
•CALOR ESPECÍFICO
•DENSIDAD
•CALOR LATENTE

PROPIEDADES ÓPTICAS
•ABSORCIÓN, TRANSMISIÓN Y REFLEXIÓN
EN EL RANGO INFRARROJO Y SOLAR
•EMISIVIDAD EN EL RANGO INFRARROJO

CONDUCCIÓN
“Es la transferencia de energía desde las moléculas
más energéticas a las menos energéticas de una
sustancia debido a lasinteracciones entre las mismas.
En sólidos es mayor la transmisión,
en los gases se da la mínima transmisión.”

ΔT = T1 - T2

T1

T2
qx
∆x

16º
x

A

∆T
qX = kA
∆x
EN SÓLIDOS A TRAVÉS DE METALES, MUROS, ETC….

15º

CONVECCIÓN
“Es el calor que se transmite desde una superficie de un
cuerpo a un fluido en movimiento, siempre que la
superficie y el fluido estén a distintastemperaturas”.

Flujo
forzado

q’’

Aire
Aire

Película de aire

TS > T∞

Ley de enfriamiento
de Newton

u(Y )

Fluido
Fluido
estático
estático

W 
q ' ' = h × (TS − T∞ )  2 
m 

T∞ , ρ ∞

g

x, u

y, v

Desarrollo de
la capa límite
sobre una placa
vertical caliente

RADIACIÓN
“Es la energía emitida por la materia que se encuentra a
una temperaturafinita. Este modo de transferencia de
energía no requiere la presencia de un medio material. ”

E = ε ×σ ×T

4
S

Donde ‘ε’ (0≤ ε ≤ 1) es una propiedad
radiativa de la superficie denominada
emisividad, depende marcadamente del
material de la superficie y del acabado

CONDUCTIVIDAD TÉRMICA
“La conductividad térmica es una propiedad física de los materiales que mide la
capacidad deconducción de calor.
El coeficiente de conductividad térmica(k o λ) caracteriza la cantidad de calor necesario
por m2, para que atravesando durante la unidad de tiempo, 1 m de material homogéneo
obtenga una diferencia de 1 °C de temperatura entre las dos caras. La conductividad
térmica se expresa en unidades de W/(m·K). Es una propiedad intrínseca de cada
material que varía en función de latemperatura a la que se efectúa la medida, por lo
que suelen hacerse las mediciones a 300 k con el objeto de poder comparar unos
elementos con otros.”

CALOR ESPECÍFICO
“El calor específico de una sustancia o sistema termodinámico es una magnitud física
que se define como la cantidad de calor que hay que suministrar a la unidad de masa
del sistema considerado para elevar su temperatura en unaunidad (Kelvin o grado
Celsius) a partir de una temperatura dada; en general, el valor del calor específico
depende de dicha temperatura inicial. Se la representa con la letra “c” (minúscula), sus
unidades son J/(kg·K)”

DENSIDAD
“La densidad, simbolizada habitualmente por la letra griega “ρ”, es una magnitud
referida a la cantidad de masa contenida en un determinado volumen. En términossencillos, un objeto pequeño y pesado, como una piedra o un trozo de plomo, es más
denso que un objeto grande y liviano, como un corcho o un poco de espuma. Sus
unidades son kg/m³ ”

PROPIEDADES ÓPTICAS
Analizemos el siguiente gráfico…

Algunos datos de utilidad…

Sustancia

Estado de
agregación

cp
(J g−1 K−1)

Asfalto
Ladrillo

sólido
sólido

0,92
0,84

Acero

47-58Corcho

0,03-0,04

Mercurio

83,7

Agua

0,58

Estaño

64,0

Mica

0,35

Hormigón

sólido

0,88

Aire

0,02

Fibra de vidrio

0,03-0,07

Níquel

52,3

Vidrio, sílice
Vidrio, crown
Vidrio, flint

sólido
sólido
sólido

0,84
0,67
0,503

Alcohol

0,16

Glicerina

0,29

Oro

308,2

Alpaca

29,1

Hierro

80,2

Parafina

0,21...