TRANSFERENCIA DE CALOR

Transferencia de Calor Se puede definir como la transmisin de energa de una regin a otras, como producto de la diferencia de T entre ellas. El flujo de calor se rige por una combinacin de varias leyes fsicas independientes.

Clasificacin de Transferencia de Calor CONDUCCION

RADIACION

CONVECCION

Mecanismos de ConduccinPor este mecanismo el calor puede ser conducido a travs de slidos, lquidos y gases.La conduccin se verifica mediante la transferencia de energa cintica entre molculas adyacentes.En la conduccin la energa tambin se transfiere por medio de electrones libres, un proceso muy importante en el calentamiento de slidos.

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

Intercambiadores de calor

Como se verifica el proceso de Transferencia de Calor por conduccin? La conduccin es un proceso mediante el cual fluye calor desde una regin 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 regin mas caliente a la mas fra.

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

PERFIL DE TEMPERATURA

Conductividad Trmica

La conductividad trmica depende de la naturaleza del material en el cual se este manifestando el proceso de transferencia de calor k slidos > k lquidos > k gases

1 BTU/(h pie F) = 4,1365x10-3 (cal/(s cm C))1 BTU/(h pie F) = 1,73 073 (W/mK)

Conductividad Trmica de metales Metal Conductividad trmica K (W/mK)Aluminio 209.3Acero 45Cobre 389.6Latn 85.5Plata 418.7Plomo 34.6

Conductividad Trmica de materiales aislantesMaterial Conductividad trmica K (W/mK)Asbesto 0,151 (0 C) 0,168 (37,8C) 0,190(93,3C)Corcho 0,0433 Algodn 0,055 (0 C) 0,061 (37,8C) 0,068(93,3C)Lana de Vidrio 0,030 (-6,7C) 0,0414 (37,8C) 0,0549 (93,3C)Pino 0,151Fibra aislante 0,048Concreto 0, 762

Conduccin a travs de una placa plana o pared, con k=cte

Se aplica la ley de Fourier qk = - k A (dt/dx) T caliente T1 T fra T2 L qk = - T / (L/A k)

L/Ak : Resistencia Trmica L/Ak = Rk

Como se relaciona T con x ?

Existe una relacion lineal. T T1 T2 0 X Distancia --------------qk = - T / (L/A k)qk = - (T2- T1) / Rk

qk = Fuerza impulsora Resistencia

Mecanismos de Conveccin La transferencia de Calor por conveccin implica el transporte de calor en un volumen y la mezcla de elementos macroscopicos de porciones calientes y fras de un gas o un liquido.

La eficiencia de transferencia de calor por conveccin depende bsicamente de la eficiencia del movimiento del mezclado del fluido.

Cmo se verifica el proceso de Transferencia de Conveccin? El calor fluye primero por conduccin desde la superficie hacia las partculas del fluido. La energa transferida servir para incrementar la temperatura y la energa interna del fluido. El mecanismo de transferencia en el fluido ocurre desde una regin de alta temperatura hacia una zona de baja temperatura. La energa se almacena en la partculas del fluido y se transporta como resultado del movimiento de masa.

Tipos de ConveccionesSe clasifican de acuerdo a como se induce el flujo: CONVECCION FORZADA

CONVECCION LIBRE O NATURAL

Conveccin Forzada Ocurre cuando se alimenta un flujo de fluido sobre una superficie slida, por medio de una bomba o un ventilador. Cuando el movimiento de mezclado es inducido por algn agente externo.Ejemplo: Secado

Equipos de Secado

CAMARA DE SECADO

Mecanismos de Radiacin La transferencia de Calor por radiacin, es la transferencia de energa a travs del espacio por medio de ondas electromagnticas. Corresponde al proceso en el cual el calor fluye desde un cuerpo de alta temperatura a un cuerpo de baja, cuando estn separados por un espacio que puede ser el vaco (Hornos). Este mecanismo ocurre a altas temperaturas. No se requiere de un medio fsico, para que exista radiacin.

ESPECTRO DE RADIACION

MECANISMOS COMBINADOS