Este documento presenta los diferentes mecanismos de transferencia de calor, incluyendo la conducción, convección y radiación. Explica cada mecanismo y los factores que afectan la transferencia de calor, como la longitud, área, material y diferencia de temperatura. También cubre ecuaciones para calcular la transferencia de calor por conducción en configuraciones como paredes planas, cilindros y esferas.

1. Santa Ana de Coro, Abril 2022
REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACIÓN UNIVERSITARIA
UNIVERSIDAD POLITECNICA TERRITORIAL DE FALCÓN “ALONSO GAMERO”
PROGRAMA NACIONAL DE FORMACIÓN EN PROCESOS QUÍMICOS
Facilitador:
Ing. Cazorla, María de los A. C.I: 20.932.587
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2. Objetivos del tema
Mecanismos de transferencia de calor 2
1. Enunciar las diferencias y características de los mecanismos de
transmisión de calor
2. Calcular los parámetros de transferencia de calor para el flujo
interno por conducción, considerando la geometría de los cuerpos
sólidos y tipos de material
3. Calcular los parámetros de transferencia de calor para el flujo
interno por convección, considerando los efectos
hidrodinámicos.
4. Determinar el flujo de calor generado por radiación
5. Realiza balance de energía en donde integra los mecanismos de
transferencia de calor

3. Mecanismos de transferencia de calor
Mecanismos de transferencia de calor 3
Calor
Energía transmitida debido a una diferencia de temperatura
Termodinámica
1er principio= Cantidad
de energía
2do principio= sentido
Transferencia de calor
Naturaleza de la interacción
Mecanismos de transferencia
Conducción
(medio-
material)
Convección
(transporte de
materia)
Radiación
(Onda
electromagnética)

4. Conducción
Mecanismos de transferencia de calor 4
Esta basada en el contacto directo entre los cuerpos, sin intercambio de
materia, por el que el calor fluye desde un cuerpo de mayor temperatura a otro
de menor temperatura que está en contacto con el primero (sólidos).
Para el caso de los líquidos y gases, normalmente en combinación con la convección.

5. Conducción
Mecanismos de transferencia de calor 5
Figura 2: Convención de los signos

6. Conducción
Mecanismos de transferencia de calor 6
Factores a considerar para la transferencia de calor por conducción
 Diferencial de temperatura
 Longitud
 Área
 Material
Figura 3: Flujo de calor a través de una barra con diferente temperaturas

7. Conducción
Mecanismos de transferencia de calor 7
Factores a considerar para la transferencia de calor por conducción
 Diferencial de temperatura
 Longitud
 Área
 Material
Figura 4: Flujo de calor en barras con diferente longitudes

8. Conducción
Mecanismos de transferencia de calor 8
Factores a considerar para la transferencia de calor por conducción
 Diferencial de temperatura
 Longitud
 Área
 Material
Figura 5: Flujo de calor en barras con diferente área transversal

9. Conducción
Mecanismos de transferencia de calor 9
Factores a considerar para la transferencia de calor por conducción
 Diferencial de temperatura
 Longitud
 Área
 Material
Conductividad
térmica
Figura 6: Flujo de calor en barras de diferente materiales

10. Conducción
Mecanismos de transferencia de calor 10
Condición
Pared
plana
Cilindro
(A= 2*π*r*L)
Estacionario
sin
generación
de calor
Estacionario
con
generación
de calor
Cuadro 1: ecuaciones unidimensionales de conducción de calor
Fuente: Elaboración propia (2019)

11. Conducción
Mecanismos de transferencia de calor 11
Pared plana Pared compuesta

12. Conducción en cilindro
Mecanismos de transferencia de calor 12
Ley de Fourier para un cilindro
Con las condiciones de contorno
T= Tinterno en r= r interno
T= Texterno en r= r externo
Integrando
Figura 7: conducción en cilindro

13. Conducción en esferas
Mecanismos de transferencia de calor 13
Ley de Fourier para un cilindro
Con las condiciones de contorno
T= Tinterno en r= r interno
T= Texterno en r= r externo
Integrando
Figura 8: conducción en una esfera hueca

14. Convección
Mecanismos de transferencia de calor 14
Se asocia con el intercambio de
energía entre una superficie y un fluido
adyacente en movimiento.
Convección Natural
Movimiento a consecuencia de las
diferencias de densidad en el fluido
ocasionadas a las diferencias de
temperaturas
Convección forzada
El movimiento es ocasionado por algún
dispositivo o agente externo
Figura 9: Transferencia de calor por convección

15. Convección
Mecanismos de transferencia de calor 15
El coeficiente de transmisión de calor por convección no depende sólo del
material de la pared, sino que también depende de:
Composición del fluido
Geometría de la superficie del sólido
Hidrodinámica del movimiento del fluido a lo largo de la superficie

16. Convección
Mecanismos de transferencia de calor 16
Figura 10: Perfil de velocidad y temperatura para transferencia de calor
por convección de una placa calentada con flujo sobre su superficie

17. Convección
Mecanismos de transferencia de calor 17
Fuente: Incropera F .Fundamentos de transferencia de calor

18. Radiación
Mecanismos de transferencia de calor 18
En este caso de transferencia de calor no existe contacto entre
cuerpos, ni fluidos intermedios que transporten el calor.
Simplemente por existir un cuerpo A a una temperatura mayor que
un cuerpo B existirá una transferencia de calor.
Un cuerpo negro, o
radiador ideal, es un
cuerpo que emite y
absorbe a cualquier
temperatura la cantidad
máxima posible de
radiación a cualquier
longitud de onda dada. Figura 11: Radiación incidente,
reflejada y absorbida

19. Mecanismos de transferencia de calor combinados
Mecanismos de transferencia de calor 19
Figura 12: Mecanismos de transferencia de calor combinados

20. Mecanismos de transferencia de calor
Mecanismos de transferencia de calor 20
Figura 13: Mecanismos de transferencia de calor
Fuente: Kreith F. Principios de transferencia

21. Bibliografía
Mecanismos de transferencia de calor 21
 Cengel Y. Transferencia de calor y masa. Un enfoque práctico. 3era ed.
Editorial McGraw-Hill
 Cengel Y y Ghajar A. Transferencia de calor y masa. Fundamentos y
aplicaciones. 4ta ed. Editorial McGraw-Hill
 Geankoplis C. Procesos de transporte y principios de procesos de
separación. 4ta ed. Grupo editorial Patria
 Holman J. Transferencia de calor. 8va ed. Editorial McGraw-Hill.
 Incropera F y Witt D. Fundamentos de transferencia de calor. 4tª ed. Editorial
Pearson Prentice Hall
 Kern D. Procesos de Transferencia de calor. México. 1era ed Editorial
Continental.
 Kreith F, Manglik R y Bohn M. Principio de transferencia de calor 7ma ed.
Editorial Cengage Learning