UNIVERSIDAD POLIT CNICA DEL VALLE DE TOLUCA



UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DEL VALLE DE TOLUCA

NOMBRE DEL PROGRAMA EDUCATIVO:
INGENIERÍA MECATRÓNICA

NOMBRE DEL ASIGNATURA:
TRASNFERENCIA DE CALOR

NOMBRE DEL ALUMNO:
CHRISTIAN BRAVO GARCÍA
HERTOR ALBERTO ROMERO ROMERO
NOMBRE DE LA UNIDAD DE APRENDIZAJE:
UNIDAD 1:
MECANISMOS BASICOS DE LA TRANSFERENCIA DE CALOR




Junio, 2015



PARTE TEÓRICA
ÁREAS DE APLICACIÓN DE LA TRANSFERENCIA DE CALORMuchos aparatos domésticos comunes están diseñados, en su conjunto o en parte, mediante la aplicación de los principios de la transferencia de calor. Algunos ejemplos caen en el dominio de las aplicaciones eléctricas o del uso del gas: el sistema de calefacción y acondicionamiento de aire, el refrigerador y congelador, el calentador de agua, la plancha e, incluso, la computadora, la TV y elreproductor de DVD. Por supuesto, los hogares eficientes respecto al uso de la energía se diseñan de manera que puedan minimizar la pérdida de calor, en invierno, y la ganancia de calor, en verano. La transferencia de calor desempeña un papel importante en el diseño de muchos otros aparatos, como los radiadores de los automóviles, los colectores solares, diversos componentes de las plantas generadorasde energía eléctrica.
TRANSFERENCIA DE CALOR EN LA INGENIERÍA
Los problemas de esta ciencia que se encuentran en la práctica se pueden considerar en dos grupos: 1) de capacidad nominal y 2) de dimensionamiento. Los problemas de capacidad nominal tratan de la determinación de la razón de la transferencia de calor para un sistema existente a una diferencia específica de temperatura. Los problemas dedimensionamiento tratan con la determinación del tamaño de un sistema con el fin de transferir calor a una razón determinada para una diferencia específica de temperatura.
CALOR Y OTRAS FORMAS DE ENERGÍA
La energía puede existir en numerosas formas, como térmica, mecánica, cinética, potencial, eléctrica, magnética, química y nuclear, y su suma constituye la energía total E (o e en términos deunidad de masa) de un sistema. Las formas de energía relacionadas con la estructura molecular de un sistema y con el grado de la actividad molecular se conocen como energía microscópica. La suma de todas las formas microscópicas de energía se llama energía interna de un sistema y se denota por U (o u en términos de unidad de masa).
CALORES ESPECÍFICOS DE GASES, LÍQUIDOS Y SÓLIDOS
Es posible que ellector recuerde que un gas ideal se define como un gas que obedece la relación:


Pv _ RT o bien, P _ rRT
En donde P es la presión absoluta, v es el volumen específico, T es la temperatura termodinámica (o absoluta), r es la densidad y R es la constante de gas. En forma experimental, se ha observado que la relación antes dada del gas ideal proporciona una aproximación muy cercana al comportamientoP-v-T de los gases reales, a bajas densidades. A presiones bajas y temperaturas elevadas, la densidad de un gas disminuye y éste se comporta como un gas ideal.
TRANSFERENCIA DE LA ENERGÍA
La energía se puede transferir hacia una masa dada, o desde ésta, por dos mecanismos: calor Q y trabajo W. Una interacción energética es transferencia de Calor si su fuerza impulsora es una diferencia detemperatura. De lo contrario, es trabajo. Tanto un pistón que sube, como una flecha rotatoria y un alambre eléctrico que crucen las fronteras del sistema, están asociados con interacciones de trabajo. El trabajo realizado por unidad de tiempo se llama potencia y se denota por W. La unidad de potencia es el W o el hp (1 hp _ 746 W). Los motores de automóviles y las turbinas hidráulicas, de vapor y de gasproducen trabajo; los compresores, bombas y mezcladoras consumen trabajo. Advierta que la energía de un sistema disminuye conforme realiza trabajo y aumenta si se realiza trabajo sobre él.
BALANCE DE ENERGÍA PARA SISTEMAS DE FLUJO ESTACIONARIO
Un gran número de aparatos de ingeniería, como los calentadores de agua y los radiadores de los automóviles, implica flujo de masa, hacia adentro y hacia...