TRANSFERENCIA DE CALOR

TRANSFERENCIA DE CALOR
2.1 Mecanismo de transporte MOLECULAR
2.2 Mecanismo de transporte CONVECTIVO

Introducción
La Termodinámica trata de la cantidad de transferencia de calor a medida que un sistema pasa por un proceso de un estado de equilibrio a otro, sin embargo no hace referencia a cuanto durara ese proceso. Pero en la ingeniería a menudo interesa conocer la rapidez o razón de esatransferencia, y esto es tema de la ciencia de la transferencia de calor.
Transferencia de calor en ingeniería
El equipo de transferencia de calor, como los intercambiadores de calor, los condensadores, los radiadores, los calentadores, los hornos, los refrigeradores y los colectores solares, está diseñado tomando en cuenta el análisis de calor, Un aparato o proceso de ingeniería puede estudiarse enforma experimental o análisis o elaboración de cálculos.
Método Analítico (Modelado matemático)

Problema físico
Identificar variables importantes
Establecer hipótesis
Aplicar leyes físicas Aproximaciones

Ecu. Diferencial
Método desolución
Cond. Frontera
Sol. Del problema







El calor es la forma de energía que se puede transferir de un sistema a otro como resultado de la diferencia en la temperatura. Por esta razón la velocidad de esa transferencia es estudiada por la transferencia de calor.
La energía puede existir en numerosas formas, como térmica (calor), mecánica, cinética, potencial, eléctrica, magnética,química y nuclear y su suma constituye la energía total E (o e si es por unidad de masa)
E= Etérmica + Epotencial + Ecinética…

T Mecanismo de transmisión de calor:
Conducción
Convección
Radiación
Transferencia de la energía
La energía se puede transferir desde una masa dada o desde esta mediante calor (Q) y trabajo (W).
La cantidad de calor transferido por unidad de tiempose le llama velocidad de transferencia de calor (Q). La velocidad de transferencia de calor tiene unidades de J/S=Watts
Q (J)
Q (J/S Reliación Q Qdt= QT

La velocidad de transferencia de calor por unidad de área perpendicular a la dirección de la transferencia se llama flux de calor y tiene unidades de Watt/m2 y se define:q= Q/A (W/m2)

q Magnitud y sentido
qx, qy, qz

To >Ty




Recapitulando:
Cantidad de calor (Energía Térmica)
Q (J)
Razón de transferencia de calor
Q (J/S)
Razón de trasferencia de calor por unidad de área (FLUX DE CALOR)
q= Q/A A= área de transferencia de calor
q J/m2S
El calor se puedetransformar en 3 modos diferentes:
Por conducción.
Por convección. * To T1 q= - K dt/dz
Por radiación. ° Z L
Todos ellos requieren la existencia de una diferencia de temperatura y todos ellos ocurren del medio que posee la temperatura más elevada hacia uno de temperatura más baja.
Conducción
Es la transferencia de energía de las partículas más energéticas de una sustanciahacia las adyacentes menos energéticas, como resultado de interacciones entre esas partículas. La conducción es un proceso microscópico y puede tener lugar en sólidos, líquidos y gases. En los gases y líquidos la conducción se debe a las colisiones y al movimiento de las moléculas. En los sólidos se debe a la combinación de las vibraciones de las moléculas y al transporte de energía por parte deelectrones libres.
Ejemplos de conducción *

30°c 30°c si
CU 20°C 20°c q= 1480 J/M2S
Kca=401J/ms°c q= 4010 J/M2S Ksi=148 J/ms°c
9 cond. 1m
1m






Descripción de unidades de la Ley de Fourier en los sistemas SI, CGS, U.K
Parámetro
SI
CGS
U.K
qy Flux de color
J/S, W
Ergio/s
Btu/hr
-dT/dy...