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TRANSFERENCIA DE CALOR

TRANSFERENCIA DE CALOR. Transferencia de Calor. Se puede definir como la transmisión de energía de una región a otras, como producto de la diferencia de T entre ellas. El flujo de calor se rige por una combinación de varias leyes físicas independientes. Clasificación de Transferencia de Calor.

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TRANSFERENCIA DE CALOR

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  1. TRANSFERENCIA DE CALOR

  2. Transferencia de Calor Se puede definir como la transmisión de energía de una región a otras, como producto de la diferencia de T entre ellas. El flujo de calor se rige por una combinación de varias leyes físicas independientes.

  3. Clasificación de Transferencia de Calor • CONDUCCION • RADIACION • CONVECCION

  4. Mecanismos de Conducción • Por este mecanismo el calor puede ser conducido a través de sólidos, líquidos y gases. • La conducción se verifica mediante la transferencia de energía cinética entre moléculas adyacentes. • En la conducción la energía también se transfiere por medio de electrones libres, un proceso muy importante en el calentamiento de sólidos.

  5. Aplicaciones Industriales • Transferencia a través de: • Paredes e Intercambiadores de calor. • Grageado • Granulado • Forjado de Acero • Congelados en Industrias de Alimentos. • Acondicionamiento de Aire.

  6. Intercambiadores de calor

  7. ¿Como se verifica el proceso de Transferencia de Calor por conducción? • La conducción es un proceso mediante el cual fluye calor desde una región de alta temperatura a otra de baja temperatura, dentro de un medio determinado. • En estos procesos siempre se manifiesta un flujo continuo de calor de la región mas caliente a la mas fría.

  8. Ley de Fourier para la conducción del calor • Permite cuantificar la rapidez del flujo de calor por conducción y establece que: qk = - k A (dt/dx) k: Conductividad térmica del material Btu/h*pie*F Kcal/h*m*C A:área transversal al flujo(pie2 ); (m2 ) dt/dx :Gradiente de temperatura (C/m) ; (F/pie)

  9. PERFIL DE TEMPERATURA

  10. Conductividad Térmica • La conductividad térmica depende de la naturaleza del material en el cual se este manifestando el proceso de transferencia de calor • k sólidos > k líquidos > k gases 1 BTU/(h pieºF) = 4,1365x10-3 (cal/(s cm ºC)) 1 BTU/(h pieºF) = 1,73 073 (W/mºK)

  11. Conductividad Térmica de metales MetalConductividad térmica K (W/m·K) Aluminio 209.3 Acero 45 Cobre 389.6 Latón 85.5 Plata 418.7 Plomo 34.6

  12. Conductividad Térmica de materiales aislantes MaterialConductividad térmica K (W/m·K) Asbesto 0,151 (0 ºC) 0,168 (37,8ºC) 0,190 (93,3ºC) Corcho 0,0433 Algodón 0,055 (0 ºC) 0,061 (37,8ºC) 0,068 (93,3ºC) Lana de Vidrio 0,030 (-6,7ºC) 0,0414 (37,8ºC) 0,0549 (93,3ºC) Pino 0,151 Fibra aislante 0,048 Concreto 0, 762

  13. Conducción a través de una placa plana o pared, con k=cte • Se aplica la ley de Fourier qk = - k A (dt/dx) T calienteT1T fríaT2 L L/Ak : Resistencia Térmica L/Ak = Rk qk = -  T / (L/A k)

  14. ¿ Como se relaciona  T con  x ? • Existe una relacion lineal. T T1 T2 qk = -  T / (L/A k) qk = - (T2- T1) / Rk qk = Fuerza impulsora Resistencia -------------- 0 XDistancia

  15. Mecanismos de Convección • La transferencia de Calor por convección implica el transporte de calor en un volumen y la mezcla de elementos macroscopicos de porciones calientes y frías de un gas o un liquido. • La eficiencia de transferencia de calor por convección depende básicamente de la eficiencia del movimiento del mezclado del fluido.

  16. ¿ Cómo se verifica el proceso de Transferencia de Convección? • El calor fluye primero por conducción desde la superficie hacia las partículas del fluido. La energía transferida servirá para incrementar la temperatura y la energía interna del fluido. • El mecanismo de transferencia en el fluido ocurre desde una región de alta temperatura hacia una zona de baja temperatura. • La energía se almacena en la partículas del fluido y se transporta como resultado del movimiento de masa.

  17. Tipos de Convecciones Se clasifican de acuerdo a como se induce el flujo: • CONVECCION FORZADA • CONVECCION LIBRE O NATURAL

  18. Convección Forzada • Ocurre cuando se alimenta un flujo de fluido sobre una superficie sólida, por medio de una bomba o un ventilador. • Cuando el movimiento de mezclado es inducido por algún agente externo. Ejemplo: Secado

  19. Equipos de Secado

  20. CAMARA DE SECADO

  21. Mecanismos de Radiación • La transferencia de Calor por radiación, es la transferencia de energía a través del espacio por medio de ondas electromagnéticas. • Corresponde al proceso en el cual el calor fluye desde un cuerpo de alta temperatura a un cuerpo de baja, cuando están separados por un espacio que puede ser el vacío (Hornos). • Este mecanismo ocurre a altas temperaturas. • No se requiere de un medio físico, para que exista radiación.

  22. ESPECTRO DE RADIACION

  23. MECANISMOS COMBINADOS

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