CONDUCCION EN ESTADO ESTABLE

OBJETIVOSCALCULAR RESISTENCIAS TERMICAS Y DESARROLLAR REDES DE RESISTENCIA TERMICA EN PROBLEMAS PRACTICOS DE CONDUCCION DEL CALOR.RESOLVER PROBLEMAS DE CONDUCCION EN ESTADO ESTABLE QUE INVOLUCREN GEOMETRIAS PLANAS, CILINDRICAS Y ESFERICAS MULTICAPAS.DESARROLLAR UNA COMPRENSION INTUITIVA DE LA RESISTENCIA TERMICA Y LAS CIRCUNSTANCIAS BAJO LAS CUALES PUEDE SER SIGNIFICATIVA.IDENTIFICAR LAS APLICACIONES EN LAS CUALES UN AISLANTE PUEDE REALMENTE INCREMENTAR LA TRANSFERENCIA DE CALOR.

CONDUCCION DE CALOR EN ESTADO ESTABLE EN PAREDES PLANASPARA ESTADO ESTABLEEN ESTADO ESTABLE , EL CALOR TRANSFERIDO A TRAVES DE LA PARED ES CONSTANTELEY DE FOURIER DE LA CONDUCCION DEL CALOREL CALOR TRANSFERIDO A TRAVES DE UNA PARED DE UNA CASA SE PUEDE MODELAR COMO ESTABLE Y UIDIMENSIONAL. LA TEMPERATURA DE LA PARED EN ESTE CASO DEPENDE DE SOLO UNA DIRECCION ( LA DIRECCION X ) Y SE PUEDE EXPRESAR COMO T(x).

EN ESTADO ESTABLE , LA DISTRIBUCION DE TEMPERATURAS EN UNA PARED PLANA ES UNA LINEA RECTA : Dt / dx = const.EL CALOR TRANSFERIDO POR CONDUCCION A TRAVES DE UNA PARED PLANA ES PROPORCIONAL A K , AL AREA DE LA PARED Y A LA DIFERENCIA DE TEMPERATURA PERO ES INVERSAMENTE PROPORCIONAL AL ESPESOR DE PARED L . SI EL CALOR ES CONOCIDO , LA TEMPERATURA T (x) EN CUALQUIER PUNTO x SE PUEDE HALLAR SUSTITUYENDO T2 POR T, Y L POR x.

ANALOGIA ENTRE LOS CONCEPTOS DE RESISTENCIA ELECTRICA Y RESISTENCIA TERMICAQ I K ReT1 - T2 V1 - V2 RESISTENCIA TERMICALA RESISTENCIA TERMICA DE UN MEDIO DEPENDE DE LA GEOMETRIA DEL MISMO Y DE SUS PROPIEDADES TERMICASRESISTENCIA ELECTRICARESISTENCIA A LA CONDUCCION DE LA SUPERFICIE: ES LA RESISTENCIA TERMICA DE LA SUPERFICIE CONTRA LA CONDUCCION DEL CALOR

ESQUEMA DE LA RESISTENCIA TERMICA A LA CONVECCION EN LA SUPERFICIECUANDO EL COEFICIENTE DE TRANSFERENCIA DE CALOR POR CONVECCION ES MUY GRANDE (h ), LA RESISTENCIA A LA CONVECCION TIENDE A CERO Y Ts T. EN ESTE CASO CASI NO SE OFRECE RESISTENCIA A LA CONVECCION Y POR ELLO EL PROCESO DE TRANSFERENCIA DE CALOR NO SE AFECTA TANTO . ESTA SITUACION SE APROXIMA EN LA PRACTICA A LAS SUPERFICIES DONDE EXIXTE EVAPORACION Y CONDENSACION DONDE H ES MUY GRANDE.

RESISTENCIA A LA RADIACION DE LA SUPERFICIE: ES LA RESISTENCIA TERMICA DE LA SUPERFICIE CONTRA LA RADIACIONESQUEMA DE LAS RESISTENCIAS A LA CONVECCION Y A LA RADIACION COMBINADOS EN UNA SUPERFICIECOEFICIENTE TRANSFERENCIA DE CALOR POR RADIACION

REDES DE RESISTENCIA TERMICARED DE RESISTENCIAS TERMICAS PARA LA TRANSFERENCIA DE CALOR A TRAVES DE UNA PARED PLANA SUJETA A CONVECCION DEL CALOR POR AMBOS LADOS Y SU ANALOGIA ELECTRICA

SI Q YA SE HA EVALUADO LA TEMPERATURA DE SUPERFICIE T1 PUEDE DETERMINARSE A PARTIR DECAIDA DE TEMPERATURALA CAIDA DE TEMPERATURA EN UNA CAPA ES PROPORCIONAL A SU RESISTENCIA TERMICA

RED DE RESISTENCIA TERMICA PARA LA TRANSFERENCIA DE CALOR EN UNA PARED PLANA COMPUESTA POR DOS PAREDES Y SOMETIDA A CONVECCION POR AMBOS LADOSPARED PLANA COMPUESTA O MULTICAPA

RESISTENCIA TERMICA DE CONTACTOLA DISTRIBUCION DE TEMPERATURA Y LAS LINEAS DE FLUJO DE CALOR A LO LARGO DE DOS PLACAS PLANAS SOLIDAS PRESIONADAS UNA CONTRA OTRA ES UN CASO DE CONTECTO PERFECTO E IMPERFECTO

EXPERIMENTO TIPICO PARA DETERMINAR EXPERIMENTALMENTE LA RESISTENCIA TERMICA POR CANTACTOCUANDO DOS SUPERFICIES SE PRESIONAN UNA CONTRA OTRA, LOS PICOS FORMAN BUEN CONTACTO PERO LO VALLES FORMAN VACIOS CON AIRE. ESTAS NUMEROSAS BOLSAS DE AIRE ACTUAN COMO AILAMIENTO TERMICO DEBIDO A LA BAJA CONDUCTIVIAD DEL AIRE. DA AHI QUE UNA INTERFACE OFRECE OFRECE RESISTENCIA AL PASO DEL CALOR , Y ESTA RESISTENCIA POR UNIDD DE AREA DE LA INTERFACE SE LLAMA RESISTENCIA TERMICA POR CONTACTO, Rc.

hc ES LA CONDUCTANCIA TERMICA POR CONTACTOEL VALOR DE LA RESISTENCIA TERMICA POR CONTACTO DEPENDE DE: RUGOSIDAD SUPERFICIEAL, PROPIEDADES DEL MATERIAL,TEMPERATURA Y PRESION EN A INTERFACETIPO DE FLUIDO ATRAPADO EN LA INTERFACELA RESISTENCIA TERMICA POR CONTACTO ES SIGNIFICATIVA Y PUEDE DOMINAR LA TRANSFERENCIA DE CALOR EN LOS CONDUCTORES COMO LOS METALES , PERO PUEDE DESPRECIARSE EN LOS MALOS CONDUCTORES DEL CALOR COMO LOS AISLANTES.

EFECTO DE LOS RECUBRIMIENTOS METALICOS EN LA CONDUCTANCIA TERMICA POR CONTACTO.LA RESISTENCIA TERMICA POR CONTACTO PUEDE SER MINIMIZADA APLICANDO: GRASA TERMICA COMO EL ACEITE DE SILICONA. CON UN MEJOR GAS CONDUCTOR COMO EL HELIO O EL HIDROGENO. INSERTAR UN AHOJA METALICA SUAVE COMO ESTAO, PLATA , COBRE , NIQUEL O ALUMUNIO

LA CONDUCTANCIA TERMICA POR CONTACTO ES MAS ALTA ( DE AH QUE LA RESISTENCIA POR CONTACTO ES MAS BAJA ) PARA LOS METALES SUAVES CON SUPERFICIES LISAS A ALTA PRESION

REDES GENERALIZADAS DE RESISTENCIA TERMICARED DE RESISTENCIA TERMICA PARA DOS CAPAS PARALELAS

RED DE RESISTENCIA TERMICA PARA UN ARREGLO COMBINADO SERIE -PARALELOLAS DOS SUPOSICIONES AL RESOLVER PROBLEMAS DE TRANSFERENCIA DE CALOR MULTIDIMENSIONALES AL TRATAR LOS MISMOS UTILIZANDO LA RED DE RESISTENCIA TERMICA SON: CUALQUIER PLANO NORMAL AL EJE X ES ISOTERMICO ( ES DECIR SE ASUME QUE LA TEMPERATURA SOLO VARIA EN X)CULAQUIER PLANO PARALELO AL EJE X E ADIABATICO ( ES DECIR SE ASUME QUE LA TRANSFERENCIA DE CALOR SOLO OCURRE EN X)

CONDUCCION DE CALOR EN CILINDROS Y ESFERASEL CALOR CEDIDO DESDE UNA TUBERIA DE AGUA CALIENTE HACIA EL AIRE EXTERIOR EN DIRECCION RADIAL ES INIDIMENSIONALLA TRANSFERENCIA DE CALOR A TRAVES DE UNA TUBERIA SE PUEDE MODELAR COMO ESTABLE Y UNIDIMENSIONAL. LA TEMPERATURA DE LA TUBERIA DEPENDE DE UNA DIRECCION (RADIAL) Y PUEDE SER EXPRESADA COMO T = T(r). LA TEMPERATURA ES INDEPENDIENTE DEL ANGULO Y DE LA DISTANCIA AXIAL. ESTA SITUACION SE APROXIMA EN LA PRACTICA A LAS TUBERIAS LARGAS CILINDRICAS Y CONTENEDORES ESFERICOS.

TUBERIA CILINDRICA LARGA ( O SUPERFICIE ESFERICA ) CON TEMPERATURAS INTERIOR Y EXTERIOR T1 Y T2.RESISTENCIA A LA CONDUCCION EN UNA CAPA CILINDRICA

RESISTENCIA TERMICA A LA CONDUCCION EN UNA ESFERASUPERFICIE ESFERICA CON TEMPERATURA INTERIOR Y EXTERIOR T1 and T2.

RED DE RESISTENCIAS TERMICAS PARA UNA PARED CILINDRICA (O ESFERICA) SUJETA A CONVECCION POR AMBOS LADOSPARA CILINDROSPARA ESFERAS

CILINDROS Y ESFERAS MULTICAPASRED DE RESISTENCIAS TERMICAS PARA TRANSFERIR CALOR A TRAVES DE UN CILINDRO DE TRES CAPAS SUJETO A CONVECCION POR AMBOS LADOS

UNA VEZ QUE EL CALOR Q SE HA CALCULADO LA TEMPERATURA DE LA INTERFACE T2 PUEDE SER DETERMINADA POR LAS SIGUIENTES RELACIONESEL CALOR Q ( O SEA LA RELACION T/R ) PERMANECE CONSTANTE EN LA TRANSFERENCIA DE CALOR UNIDIMENSIONAL.

RADIO CRITICO DE AISLAMIENTOEN UN CILINDRO O UNA ESFERA , EL AISLAMIENTO ADICIONAL INCREMENTA LA RESISTENCIA A LA CONDUCCION PERO DISMINUYE LA RESISTENCIA A LA CONVECCION DE LA MISMA, DEBIDO AL INCREMENTO DE LA SUPERFICIE EXTERIOR PARA LA CONVECCION. EL VALOR DE Q DESDE UNA TUBERIA PUEDE AUMENTAR O DISMINUIR DEPENDIENDO DE CUAL EFECTO DOMINE MASTUBERIA CILINDRICA AISLADA EXPUESTA A CONVECCION DESDE EL EXTERIOR Y RED DE RESISTENCIA TERMICA EN ELLA

RADIO CRITICO DE AISLANTE PARA UN CILINDROVARIACION DE LA RAZON DE CALOR TRANSFERIDO EN FUNCION DE RADIO EXTERIOR DE AISLANTE r2 CUANDO r1 < rcr.

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