Trabajo de Transferencia de Calor

1. REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
MINISTERERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACION
INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITECNICO “SANTIAGO MARIÑO”
EXTENSION MATURIN
ESC- 46 ING. MTTO MECÁNICO
BACHILLER:
MARGRELIS HENRRIQUEZ
C.I 25.661.948
CONDUCCIÓN BIDIMENSIONAL BAJO
CONDICIÓN DE ESTADO ESTACIONARIO
PROFESORA:
AMALIA PALMA.

2. CONDUCCIÓN DE CALOR
EL CALOR POR CONDUCCIÓN SE PRODUCE CUANDO DOS OBJETOS A
DIFERENTES TEMPERATURAS ENTRAN EN CONTACTO. EL CALOR
FLUIRÁ A TRAVÉS DEL OBJETO DE MAYOR TEMPERATURA HACIA EL DE
MENOR BUSCANDO ALCANZAR EL EQUILIBRIO TÉRMICO (AMBOS
OBJETOS A LA MISMA TEMPERATURA).
UN EJEMPLO LO TENEMOS A LA HORA DE COCINAR. CUANDO ESTAMOS
COCINANDO EN UNA SARTÉN, SI SE NOS OCURRE DEJAR UN CUBIERTO
METÁLICO APOYADO EN EL BORDE, AL COGERLO NOTAREMOS QUE SE
HA CALENTADO (INCLUSO PUEDE QUE NOS QUEMEMOS). EL CALOR SE
HA TRANSFERIDO DE LA SARTÉN AL CUBIERTO POR CONDUCCIÓN.

3. METODO ANALITICO CONDUCCION BIDIMENSIONAL
ES EL PASO DE ENERGÍA TÉRMICA DESDE UN CUERPO DE MAYOR
TEMPERATURA A OTRO DE MENOR TEMPERATURA. LA TRANSFERENCIA
DE CALOR SIEMPRE OCURRE DESDE UN CUERPO MÁS CALIENTE A UNO
MÁS FRÍO, COMO RESULTADO DE LA SEGUNDA LEY DE LA
TERMODINÁMICA.
LA TRANSFERENCIA DE CALOR SE DA A TRAVÉS DE DISTINTOS MODOS
QUE NO SON MAS QUE PROCESOS DE TRANSPORTE DE CALOR, SE
AGRUPAN EN TRES GRUPOS SEGÚN HAYA TAMBIÉN TRANSFERENCIA O
NO TRANSFERENCIA DE MATERIA.

4. METODO GRÁFICO CONDUCCIÓN BIDIMENSIONAL-
SE EMPLEA PARA PROBLEMAS BIDIMENSIONALES QUE
INCLUYEN FRONTERAS ADIABATICAS E ISOTERMICAS,
ANTERIORMENTE SE ELABORABAN A MANO Y REQUERIAN DE
GRAN PACIENCIA Y HANILIDAD, EN LA ACTUALIDAD HAN SIDO
SUSTITUIDAD POR PROGRAMAS DE COMPUTADORA QUE SE
BASAN EN PROCEDIMIENTOS NÚMERICOS. , DICHO METODO ES
IMPORTANTE YA QUE PERMITE OBTENER UNA PRIMERA
ESTIMACION DE LA DISTRIBUCION DE TEMPERATURAS Y
DESARROLLAR UNA VALORACION FISICA DE LA NATURALEZA
DEL CAMPO DE TEMPERATIRAS Y DEL FLUJO DE CALOR EN UN
SISTEMA.

5. CONDUCCION BIDIMENSIONAL BAJO CONDICIONES
DE ESTADO ESTACIONARIO.
EL CALOR POR CONDUCCIÓN SE PRODUCE CUANDO DOS OBJETOS A
DIFERENTES TEMPERATURAS ENTRAN EN CONTACTO. EL CALOR
FLUIRÁ A TRAVÉS DEL OBJETO DE MAYOR TEMPERATURA HACIA EL DE
MENOR BUSCANDO ALCANZAR EL EQUILIBRIO TÉRMICO (AMBOS
OBJETOS A LA MISMA TEMPERATURA).
UN EJEMPLO LO TENEMOS A LA HORA DE COCINAR. CUANDO ESTAMOS
COCINANDO EN UNA SARTÉN, SI SE NOS OCURRE DEJAR UN CUBIERTO
METÁLICO APOYADO EN EL BORDE, AL COGERLO NOTAREMOS QUE SE
HA CALENTADO (INCLUSO PUEDE QUE NOS QUEMEMOS). EL CALOR SE
HA TRANSFERIDO DE LA SARTÉN AL CUBIERTO POR CONDUCCIÓN.

6. TRANSFERENCIA DE CALOR POR CONVECCIÓN
LA TRANSMISIÓN DE CALOR POR CONVECCIÓN TIENE LUGAR EN
LÍQUIDOS Y GASES. ÉSTA SE PRODUCECUANDO LAS PARTES MÁS
CALIENTES DE UN FLUIDO ASCIENDEN HACIA LAS ZONAS MÁS FRÍAS,
GENERANDO DE ESTA MANERA UNA CIRCULACIÓN CONTINUA DEL
FLUIDO (CORRIENTE CONVECTIVA) Y TRANSMITIENDO ASÍ EL CALOR
HACÍA LAS ZONAS FRÍAS.
LOS LÍQUIDOS Y GASES, AL AUMENTAR DE TEMPERATURA DISMINUYEN
DE DENSIDAD, PROVOCANDO LA ASCENSIÓN. EL HUECO DEJADO POR
EL FLUIDO CALIENTE LO OCUPA EL FLUIDO MÁS FRÍO (DE MAYOR
DENSIDAD).

7. TRANSFERENCIA DE CALOR POR RADIACIÓN
LA TRANSFERENCIA DE CALOR POR RADIACIÓN NO NECESITA EL
CONTACTO DE LA FUENTE DE CALOR CON EL OBJETO QUE SE DESEA
CALENTAR. A DIFERENCIA DE LA CONDUCCIÓN Y CONVECCIÓN, NO
PRECISA DE MATERIA PARA CALENTAR.
EL CALOR ES EMITIDO POR UN CUERPO DEBIDO A SU
TEMPERATURA. PARA ESTE CASO PODEMOS TOMAR COMO EJEMPLO EL
SOL. EL CALOR QUE NOS LLEGA DEL SOL VIAJA POR EL ESPACIO VACÍO
Y CALIENTA LA SUPERFICIE DE LA TIERRA.
DE ENTRE TODAS ES LA ENERGÍA SOLAR LA QUE MÁS APROVECHA LA
RADIACIÓN, PERO EN CONCRETO LA ENERGÍA SOLAR TÉRMICA JUEGA
CON ESTAS FORMAS DE TRANSFERENCIA DE CALOR. LOS TUBOS POR
LOS QUE TRANSPORTAN EL AGUA ESTÁN AL VACÍO, DE MANERA QUE
TODO EL CALOR LO CAPTAN MEDIANTE RADIACIÓN Y EVITAN TODAS
LAS PÉRDIDAS QUE SE PRODUCIRÍAN POR CONVECCIÓN.

8. CONDUCCIÓN DE CALOR BIDIRECCIONAL
ES LA FORMA QUE TRANSMITE EL CALOR EN CUERPOS SOLIDOS, SE
CALIENTA UN CUERP, LAS MOLECULAS QUE RECIBEN DIRECTAMENTE
EL CALOR AUMENTA SU VIBRACIÓN Y CHOCAN CON LAS QUE RODEAN,
ESTAS A SU VEZ HACEN LO MISMO CON SUS VECINAS HASTA QUE
TODAS LAS MOLECULAS DEL CUERPO SE AGITAN, POR ESTA RAZON, SI
EL EXTREMO DE UNA VARILLA METALICA SE CALIENTA UNA FLAMA,
TRANSCURRE CIERTO TIEMPO PARA EL CALOR LLEGUE A OTRO
EXTREMO.
EL CALOR NO SE TRANSMITE CON LA MISMA FACILIDAD POR TODOS
LOS CUERPOS SE LLAMAN BUENOS CONDUCTORES DEL CALOR
AQUELLOS MATERIALES QUE PERMITEN EL PASO DEL CALOR A TRAVES
DE ELLOS.

9. AISLANTES TÉRMICOS Y SUS APLICACIONES
LOS AISLAMIENTOS TÉRMICOS FUNCIONAN
REDUCIENDO INTENSAMENTE LA TRANSMITANCIA TÉRMICA (VALOR U,
ANTIGUO COEFICIENTE K) A TRAVÉS DE LA
SUPERFICIE ENVOLVENTE DEL EDIFICIO. SE PUEDE VER DESDE LA
INVERSA, LA RESISTENCIA TÉRMICA, QUE ES, ASÍ, AUMENTADA TODO LO
POSIBLE. SI SE DICE “INTENSAMENTE” ES PORQUE HAY QUE
DIFERENCIAR LAS PRESTACIONES TÉRMICAS OFRECIDAS POR UN
AISLAMIENTO TÉRMICO COMO TAL, DE LAS OFRECIDAS POR
CUALQUIER OTRO MATERIAL DE CONSTRUCCIÓN. EL VALOR QUE
DEFINE DICHAS PRESTACIONES ES LA CONDUCTIVIDAD TÉRMICA,
EN DEFINITIVA, LOS AISLAMIENTOS TÉRMICOS PRESENTAN VALORES
MUY BAJOS DE CONDUCTIVIDAD Y AÍSLAN TÉRMICAMENTE DE UN
MODO ESPECIALMENTE “INTENSO”, COMO SE MUESTRA EN EL GRÁFICO
ADJUNTO, CON UNA DIFERENCIA RESPECTO DE LOS DEMÁS
MATERIALES QUE ES DE ORDEN DE MAGNITUD. SE OFRECEN DOS
COLUMNAS PARA CADA GRUPO DE MATERIALES, REPRESENTATIVAS DE
LOS VALORES MÍNIMO Y MÁXIMO HABITUALES EN EL RANGO DE
CONDUCTIVIDADES DE CADA GRUPO. (MADERA, TELA, PLASTICO,
PORCELANA, GUANTES DE CUERO, PROTECCION DE ASBESTOS, ETC)

10. METODOS PARA LA RESOLUCIÓN DE LA ECUACIÓN
GENERAL DE CONDUCCIÓN BIDIRECCIONAL
 ANALÍTICO: IMPLICA OBTENER UNA SOLUCION EXACTA DE LA
ECUACION.
GRÁFICO: PROPORCIONA SOLO RESULTADOS APROXIMADOS EN
PUNTOS DISCRETOS.
NUMERICO: (DE DIFERENCIAS FINITAS, DE ELEMENTO FINITO O DE
ELEMENTO DE FRONTERA). SE UTILIZA PARA OBTENER RESULTADOS
EXTREMADAMENTE PRECISOS EN CUANTO A GEOMETRIAS
COMPLEJAS.