1. Transferencia de Calor

2. Termodinámica: se estudian los estados iniciales y finales de un proceso. Transferencia de calor: a través de los modos de transferencia de calor se estudian las velocidades en que se lleva a cabo. Es la energía en tránsito debido a una diferencia de temperaturas. Es una cantidad vectorial ya que tiene magnitud y sentido. ¿Cómo es el sentido de transferencia de calor de un cuerpo a otro?

3. Modos de transferencia de calor

4. Conducción Transferencia de energía a consecuencia de las interacciones de las partículas. Se puede dar en sólidos, líquidos o gases, siempre y cuando los líquidos y gases no tengan un movimiento masivo. La velocidad de la conducción de calor dependerá de la forma geométrica del medio, del espesor, del material de que se esté hecho y de la diferencia de temperaturas a través de él.

5. Conducción “La velocidad de la conducción de calor a través de una capa plana es proporcional a la diferencia de temperatura a través de ésta y al área de transferencia de calor, pero es inversamente proporcional al espesor de esa capa”

6. Conducción K = Conductividad térmica del material: es la capacidad de un material para conducir calor. Es la velocidad en que se transfiere calor por unidad de longitud y unidad de diferencia de temperatura. (W/mK) Mencione un ejemplo de conductor: Mencione un ejemplo de aislante:

7. Ejemplo La pared de un horno se construye con ladrillo de arcilla refractaria de 15 cm de espesor. El ladrillo tiene una conductividad térmica de 1.7W/mK. Las temperaturas tomadas durante la operación del horno son de 1400K y 1150K en las superficies interna y externa. ¿Cuál es la velocidad de pérdida de calor a través de una pared que tiene 0.5m x 3m?

8. Convección Transferencia de calor que ocurrirá entre una superficie y un fluido en movimiento cuando están a diferente temperatura. Se clasifica de acuerdo con la naturaleza del flujo: natural y forzada.

9. Convección “El flujo de transferencia de calor por convección es proporcional a la diferencia entre las temperaturas de la superficie y el fluido.”

10. Convección h= Coeficiente de transferencia de calor por convección: depende de las condiciones en la capa límite (geometría de la superficie, naturaleza del movimiento del fluido, entre otras propiedades termodinámicas del fluido) (W/ m2 K)

11. Ejemplo Existe un flujo de aire caliente a 80°C sobre una superficie plana de 2m x 4m que está a 30°C. Si el coeficiente promedio de transferencia de calor por convección es 55W/m2°C, determine la velocidad de transferencia de calor.

12. RESISTENCIAS TÉRMICAS Esta analogía con la resistencia eléctrica nos ayudará a resolver problemas que involucren conducción, convección y radiación.

13. Se tiene una pared compuesta de diferentes materiales y está en contacto con fluidos de diferente temperatura. ¿Cómo podemos calcular la transferencia de calor del sistema?

14. Analogía con resistencia eléctrica

15. 1.Resistencias térmicas2.Resistencias en serie

17. Ejemplo La ventana posterior de un automóvil se desempaña mediante el paso de aire caliente sobre su superficie interna. Si el aire cliente está a 40°C y el coeficiente de convección correspondiente es de 30 W/m2K ¿Cuáles son las temperaturas de las superficies interna y externa de la ventana de vidrio de 4mm de espesor, si la temperatura del aire ambiente del exterior es -10°C y el coeficiente de convección asociado es de 65 W/m2K? ¿Cuál es la velocidad de transferencia de calor del sistema?