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Formulario para la primera evaluación parcial de Transferencia de Calor
Factores de conversión
Pulgada (in) 1 in = 2.54 cm (exactamente)
Pie (ft) 1 ft = 12 in = 30.48 cm
Caloría (cal) 1 cal = 4.184 J
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británica (BTU)
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(hp)
1 hp = 745 W
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refrigeración
1 tonelada de refrigeración = 12000 BTU/h = 3024 kcal/h
Kelvin (K) K=(°C+273.15°C)(1 K/1°C)
Fahrenheit (°F) °F= (9°F/5 °C) (°C) + 32°F
Transferencia de calor por conducción
o Placas simples
Nota: En el anexo se encuentran algunas fórmulas para el área de figuras y cuerpos geométricos
o Cilindros huecos
o Esferas huecas
o Placas en serie
 Transferencia de calor por conducción en cada placa
 Transferencia de calor por conducción en el sistema de placas
o Tubos en serie
 Área de un círculo
 Área media (Am)
 Transferencia de calor por conducción en cada placa
 Transferencia de calor en el sistema
o Placas paralelas
o Conducción en sólidos con generación interna de calor (Cables)
 En base a la potencia eléctrica
Siendo I la intensidad de corriente (en amperes), R la resistencia del alambre (en ohms), r el radio
del alambre (en metros) y L la longitud del alambre (en metros). Utilizando las unidades indicadas
la trasferencia de calor por conducción resultante se da en J s-1
m-3
.
 En base a la temperatura del centro del cable (Tc) y la temperatura de la
superficie del cable (Ts)
Siendo k la constante de conductividad térmica y r el radio del alambre (cable).
o Transferencia de calor en el aislante y determinación del grosor crítico
 Conducción de calor en el aislante
Siendo T1 la temperatura en la superficie del alambre, Ts ais la temperatura en la superficie del
aislante, r1 el radio del alambre, r2 el radio del alambre con el aislante, kais la conductividad térmica
del aislante y ho el coeficiente de convección superficial.
 Determinación del grosor crítico del aislante (gc)
Siendo rc el radio crítico del cable junto al aislante y r1 el radio del alambre.
Relación entre el radio del cable y el radio crítico
Sobrecalentamiento del cable
Opción ideal (no se sobrecalienta el cable ni se
desperdicia material)
Desperdicio del material aislante
Coeficientes de la transferencia de calor en conducción
o Coeficiente específico de transferencia de calor (c)
o Coeficiente superficial de transferencia de calor (hs)
Siendo hc el coeficiente superficial por convección y hr el coeficiente superficial por radiación. Para
muchas aplicaciones: hr = 0.
o Coeficiente global o total de transferencia de calor (U)
Nota: Si no se tiene información sobre los coeficientes superficiales en los datos, no se toman en
cuenta.
o Transferencia de calor por conducción empleando los coeficientes
 En función del coeficiente específico (c)
 Agregando el coeficiente superficial (hs) (si se cuenta con la información)
 En función del coeficiente global (U)
Anexo: Área de figuras y cuerpos geométricos
Figura Fórmulas Simbología
Cuadrado
l = lado
Rectángulo
b = base
h = altura
Triángulo
b = base
h = altura
Triángulo escaleno
s = semiperímetro
a, b, c = lados
Nota: Esta fórmula aplica para
todos los triángulos
Trapecio (cualquiera)
B = base mayor
b= base menor
h = altura
Rombo
D = diagonal mayor
d = diagonal menor
Polígono regular
P = perímetro del polígono
a = apotema
Círculo
r = radio
π = 3.141592654
(redondeado)
Elipse
a = semieje mayor
b = semieje menor
π = 3.141592654
(redondeado)
Cilindro
r = radio
h= altura
π = 3.141592654
(redondeado)
Esfera
r = radio
π = 3.141592654
(redondeado)
Sector circular
r = radio de la circunferencia
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Transferencia calor

  • 1. Formulario para la primera evaluación parcial de Transferencia de Calor Factores de conversión Pulgada (in) 1 in = 2.54 cm (exactamente) Pie (ft) 1 ft = 12 in = 30.48 cm Caloría (cal) 1 cal = 4.184 J Unidad térmica británica (BTU) 1 BTU = 252 cal = 1055 J Kilowatt-hora (kWh) 1 kWh = 3.6x106 J = 860 kcal = 3413 BTU Caballo de fuerza (hp) 1 hp = 745 W Tonelada de refrigeración 1 tonelada de refrigeración = 12000 BTU/h = 3024 kcal/h Kelvin (K) K=(°C+273.15°C)(1 K/1°C) Fahrenheit (°F) °F= (9°F/5 °C) (°C) + 32°F Transferencia de calor por conducción o Placas simples Nota: En el anexo se encuentran algunas fórmulas para el área de figuras y cuerpos geométricos o Cilindros huecos
  • 2. o Esferas huecas o Placas en serie  Transferencia de calor por conducción en cada placa  Transferencia de calor por conducción en el sistema de placas
  • 3. o Tubos en serie  Área de un círculo  Área media (Am)  Transferencia de calor por conducción en cada placa  Transferencia de calor en el sistema o Placas paralelas
  • 4. o Conducción en sólidos con generación interna de calor (Cables)  En base a la potencia eléctrica Siendo I la intensidad de corriente (en amperes), R la resistencia del alambre (en ohms), r el radio del alambre (en metros) y L la longitud del alambre (en metros). Utilizando las unidades indicadas la trasferencia de calor por conducción resultante se da en J s-1 m-3 .  En base a la temperatura del centro del cable (Tc) y la temperatura de la superficie del cable (Ts) Siendo k la constante de conductividad térmica y r el radio del alambre (cable). o Transferencia de calor en el aislante y determinación del grosor crítico  Conducción de calor en el aislante Siendo T1 la temperatura en la superficie del alambre, Ts ais la temperatura en la superficie del aislante, r1 el radio del alambre, r2 el radio del alambre con el aislante, kais la conductividad térmica del aislante y ho el coeficiente de convección superficial.  Determinación del grosor crítico del aislante (gc) Siendo rc el radio crítico del cable junto al aislante y r1 el radio del alambre.
  • 5. Relación entre el radio del cable y el radio crítico Sobrecalentamiento del cable Opción ideal (no se sobrecalienta el cable ni se desperdicia material) Desperdicio del material aislante Coeficientes de la transferencia de calor en conducción o Coeficiente específico de transferencia de calor (c) o Coeficiente superficial de transferencia de calor (hs) Siendo hc el coeficiente superficial por convección y hr el coeficiente superficial por radiación. Para muchas aplicaciones: hr = 0. o Coeficiente global o total de transferencia de calor (U) Nota: Si no se tiene información sobre los coeficientes superficiales en los datos, no se toman en cuenta. o Transferencia de calor por conducción empleando los coeficientes  En función del coeficiente específico (c)  Agregando el coeficiente superficial (hs) (si se cuenta con la información)  En función del coeficiente global (U)
  • 6. Anexo: Área de figuras y cuerpos geométricos Figura Fórmulas Simbología Cuadrado l = lado Rectángulo b = base h = altura Triángulo b = base h = altura Triángulo escaleno s = semiperímetro a, b, c = lados Nota: Esta fórmula aplica para todos los triángulos Trapecio (cualquiera) B = base mayor b= base menor h = altura Rombo D = diagonal mayor d = diagonal menor Polígono regular P = perímetro del polígono a = apotema Círculo r = radio π = 3.141592654 (redondeado)
  • 7. Elipse a = semieje mayor b = semieje menor π = 3.141592654 (redondeado) Cilindro r = radio h= altura π = 3.141592654 (redondeado) Esfera r = radio π = 3.141592654 (redondeado) Sector circular r = radio de la circunferencia L = longitud del arco θ = ángulo del sector (en radianes) τ= ángulo del sector (en grados sexagesimales)