Transferencia de calor

1. TRANSFERENCIA DE CALOR
La transferencia de calor es el proceso por el que se intercambia energía en
forma de calor q entre distintos cuerpos, o entre diferentes partes de un mismo
cuerpo queestán a distinta temperatura. Siempre que exista una diferencia de
temperatura, la transferencia de calor se da desde el cuerpo que esta a mayor
temperatura (fuente), hacia el que esta a menortemperatura (receptor).
Si las diferencias de temperatura en los cuerpos no se mantienen por la adición
o remoción de calor, la tendencia es hacia un equilibrio de temperatura.
Cuando se logra elequilibrio, la transferencia de calor se hace nula.
1.1. MECANISMOS DE TRANSFERENCIA DE CALOR
La transferencia de calor puede subdividirse en tres mecanismos: conducción,
convección y radiación. Todos losprocesos de transferencia de calor
involucran una o más de estas formas.
1.1.1. Conducción
La conducción se da cuando se presenta un gradiente de temperatura en un
sólido, líquido o gas. Lasmoléculas en el área caliente incrementan la fuerza
de sus vibraciones a medida que se calientan, chocando así con las moléculas
vecinas que tienen una velocidad menor, transmitiendo parte de su energía.Este proceso continúa hasta que se alcanza el equilibrio térmico entre las dos
moléculas.
24
La ecuación de conducción es conocida como la ley de Fourier:
q k A dT dX cond m = - (1)
Donde
condq Calor transferido por conducción, BTU/h
m k Conductividad térmica del material, BTU / h ft °F
A Área transversal al flujo de calor, ft2
dT dX Gradiente de temperatura en la dirección de latransferencia, °F/ ft
El signo negativo indica que la transferencia de calor ocurre de la zona de
mayor a la de menor temperatura.
En un sistema cilíndrico el calor fluye en una dirección radial, demanera que r
es la coordenada espacial para especificar el sistema. Una vez más se aplica la
ley de Fourier introduciendo la relación de área adecuada. El calor transferido
por conducción en una...