Trasnferencia de calor
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Integrantes: Camilo Piñeres Petro – Jesús Doria Cavadía
Ing. Jairo Durango
Exposición de transferenciaDe calor
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SISTEMAS CON GENERACION DE CALOR
• Tienen aplicación en conductores eléctricos para calentamiento, generación de calor en reactores nucleares y en sistemas químicamente reactivos.
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PAREDES PLANAS
• Suponiendo conductividad térmica constante y dimensiones muy grandes en las direcciones y, x, el gradiente de temperatura es solo significativo en la dirección x, y el flujo puede considerarse unidimensional. La ecuación del balance de energía es:
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Para la figura (a) se fijan las siguientes condiciones de contorno:
T = T1 , para x = 0 y T = T2 , para x = 2L.
Integrando y resolviendo, nos queda:
El flujo de calor dependerá de la localización de x. Para el caso mas sencillo como el de la figura (b).
X = L y T1 = T2 = Ts
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Se tiene:
Diferenciando con respecto a x e introduciendo la expresión en la ley de Fourier.
El signo menos indica que el calor se transfiere en sentido contrario a la coordenada x, para x = 2L seria el mismo valor pero positivo.
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CILINDRO
• La ecuación del balance de energía será ahora:
Considerando como condiciones de contorno:
T= Ts para r = R y dT/dx = 0 para r = 0
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Se demuestra que
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TRANSFERENCIA DE CALOR DESDE ALETAS
Las superficies extendidas o aletas son usadas para incrementar la efectividad del área superficial en la trasferencia de calor por conducción –convección en intercambiadores de calor maquinas de calor interna, equipo electrónico etc.
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ALETAS RECTANGULARES
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El anterior balance de energía conduce a la siguiente ecuación
Donde h= coeficiente de convección, =T- T∞ , m=
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• Reemplazando la solución de la ecuación en la ecuación general tenemos:
Esta ecuación indica la distribución de temperaturas en la aleta.
La transferencia de calor atreves de la aleta puede ahora calcularse tomando el flujo de calor por conducción que llega a la base de la aleta
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Para el caso presente de una aleta rectangular de longitud infinita se tiene:
q = kAm
ALETA DE LONGITUD FINITA CON EXTREMO AISLADO:
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• ALETA DE LONGITUD FINITA CON PÉRDIDA DE CALOR POR CONVECCIÓN EN EL EXTREMO:
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EFICIENCIA DE ALETAS
• Como ejemplo para una aleta de sección transversal uniforme y extremo aislado de eficiencia seria:
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GRACIAS…