1. REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
MINISTERIO DEL PODER POPULAR
PARA LA EDUCACIÓN UNIVERSITARIA,
CIENCIA Y TECNOLOGÍA
INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITÉCNICO
“SANTIAGO MARIÑO”
EXTENSIÓN MATURÍN
CHARLES BOGARIN
C.I 12152474
PROFESORA: AMELIA PALMA
TRANSFERENCIA DE CALOR
2. Conducción de calor
La conducción de calor es un proceso de transmisión de calor basado 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.
Método analítico conducción bidimensional
Para poder obtener una solución analítica a los problemas de conducción de calor
bidimensional, se requiere la introducción del concepto de una expansión en serie de
Fourier de una función, digamos f(x). Durante la solución de un problema de
conducción de calor bidimensional, se llega a cierto punto en que aparecen términos
seno y coseno en el lado de la derecha de un signo de igualdad, y f(x) aparece en el
lado izquierdo del mismo signo de igualdad. En este punto se hace necesario
expandir f(x) en una serie de Fourier con el fin de determinar coeficientes
desconocidos.
3. Método grafico conducción bidimensional
Debido a las geometrías irregulares asociadas con problemas específicos y debido a
la imposición de ciertas condiciones en la frontera, resulta con frecuencia muy difícil,
o imposible, encontrar una solución analítica a los problemas. Muchas veces se
puede llegar a una solución aproximada a través de medios gráficos. Esto es
particularmente cierto si las fronteras del cuerpo en cuestión incluyen segmentos que
son isotérmicos.
.
Para generar una solución gráfica, se crea una red de cuadros curvilineos, dibujando
lineas isotermas y de flujo de calor de acuerdo a los lineamientos siguientes:
.
4. Que se entiende por conducción bidimensional bajo condiciones de
estado estacionario y explique cada uno de los métodos
La conducción de calor bidimensional y tridimensional ocurre dentro del monobloque de una
máquina de combustión interna, en el tratamiento de calor de varias partes metalicas, y
dentro de cualquier cuerpo compuesto, hecho con materiales que se poseen diferentes
conductividades térmicas.
La técnica que se emplea depende de la complejidad relativa de la situación. Normalmente
se emplean métodos analíticos y gráficos en los problemas más sencillos y se usan técnicas
numéricas en los problemas más complejos. Tal vez las herramientas más prácticas y útiles
que se emplean al resolver problemas multidimensionales sean las técnicas de diferencias
finitas.
5. Transferencia de calor por convección
La convección es una de las tres formas de transferencia de calor. Se caracteriza
porque se produce por medio de un fluido (líquido, gas o plasma) que transporta el
calor entre zonas con diferentes temperaturas. La convección se produce
únicamente por medio de materiales, la evaporación del agua o fluidos. La
convección en sí es el transporte de calor por medio del movimiento del fluido. La
transmisión de calor por convección se compone de dos mecanismos simultáneos.
El primero, es la transferencia de calor por conducción, debido al movimiento
molecular, a la que se superpone la transferencia de energía por el movimiento de
fracciones del fluido que se mueven accionadas por una fuerza externa, que puede
ser un gradiente de densidad (convección natural), o una diferencia de presión
producida mecánicamente (convección forzada) o una combinación de ambas. La
cantidad de calor transferido por convección, se rige por la ley de enfriamiento de
Newton.
6. Transferencia de calor por radiación
Se define como los cambios en las configuraciones electrónicas de los átomos o
moléculas constitutivas. En ausencia de un medio, existe una transferencia neta de
calor por radiación entre dos superficies a diferentes temperaturas, debido a que
todas las superficies con temperatura finita emiten energía en forma de ondas
electromagnéticas. El calor emitido por una superficie en la unidad de tiempo, viene
dado por la ley de Stefan-Boltzmann.
7. Conducción de calor bidireccional
Es la forma que transmite el calor en cuerpos sólidos, se calienta un
cuerpo, las moléculas 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 moléculas del cuerpo se agitan, por
esta razón, si el extremo de una varilla metálica se calienta con una
flama, transcurre cierto tiempo para el calor llegue a otro extremo
Métodos para la resolución de la ecuación general de transferencia
de calor por conducción bidimensional
La Ecuación del Calor de Fourier, que analiza la transferencia de calor en el interior
de cuerpos sólidos y cuyo modelo matemático consiste en una Ecuación Diferencial
Parcial de segundo orden, que puede ser resuelta por métodos del Análisis Real y
también del Análisis Complejo; desde ambas perspectivas se presenta el tema.
