Instituto Tecnológico Superior de Champotón
Alumno:
Docente:
Carrera: Ingeniería en Electromecánica
Asignatura: Transferencia de calor
5to Semestre
Unidad 1: Conducción en estado estable
Actividad: Ensayo
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CONDUCCIÓN EN ESTADO ESTABLE, Monografías, Ensayos de Transmisión de Calor
Transferencia de calor en estado estable unidad 1
Tipo: Monografías, Ensayos
2021/2022
1 / 7
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Instituto Tecnológico Superior de Champotón
Alumno:
Docente:
Carrera: Ingeniería en Electromecánica
Asignatura: Transferencia de calor
5to Semestre
Unidad 1: Conducción en estado estable
Actividad: Ensayo
Introducción
La conducción de calor ocurre en un cuerpo cuando entra en contacto con otro y
hay un balance de temperatura. Siendo el intercambio directo de energía cinética,
por medio del límite entre ambos. La transferencia por conducción depende de las
características en los materiales, la diferencia de temperatura y la resistencia a la
transferencia de calor. Por otro lado, la conductividad térmica también depende de
la naturaleza y las condiciones en el medio para que se dé el suceso. En general,
el fluido de energía conducirá el calor hacia un cuerpo más frio que este y se
producirá un balance de temperatura.
Ley de Fourier
En estado estacionario la velocidad de transmisión de calor o potencia térmica
transmitida depende de la diferencia de temperaturas y de la naturaleza del
material, a través de una propiedad térmica llamada conductividad.
En forma diferencial:
q = (-k) (A) (dT/dx)
q” = (-k) (dT/dx)
En forma integrada:
q (w) = (k) (A) (∆T/∆l)
q (w/ m
2
) = (k) (∆T/∆l)
k es la conductividad térmica del material. Se relaciona con su capacidad para
conducir el calor. Es una propiedad intrínseca de los materiales. Se expresa en
W/m-k. Al cociente k/L se le denomina conductancia térmica. Su inverso es la
llamada resistencia térmica unitaria que viene a representar el impedimento de un
cuerpo para formar calor.
Hasta el momento se ha considerado los procesos de intercambio térmico en
configuraciones geométricas simples, como paredes planas grandes, cilindros
largos y esferas. Esto se debe a que, en las configuraciones geométricas de este
tipo la transferencia de calor se puede considerar unidimensional y así obtener con
facilidad soluciones analíticas sencillas. Pero muchos problemas que se
encuentran en la práctica son bidimensionales o tridimensionales y están
relacionados con configuraciones geométricas más complejas para las cuales no
se cuenta con soluciones sencillas.
Una importante clase de problemas de transferencia de calor para los cuales se
obtienen soluciones sencillas abarca aquellos relacionados con dos superficies
que se mantienen a las temperaturas constantes
T
1
y T
2
. La razón de
transferencia de calor estacionaria entre estas dos superficies se expresa como:
Q = λ
C
T
1
y T
2
S
Donde S es el factor de forma en la conducción, el cual tiene la dimensión base la
longitud, y
λ
C
es la conductividad térmica del medio entre las superficies. Es de
suma importancia destacar que el factor de forma en la conducción sólo depende
de la configuración geométrica del sistema.
Referencias bibliográficas
Arenas, F. C. (2020). Transferencia de calor. Córdoba, Argentina, Jorge Sarmiento
Editor - Universitas. Recuperado de
https://elibro.net/es/ereader/iteschamvirtual/174535?page=12.
Camaraza Medina, Y. (2017). Introducción a la termotransferencia. La Habana,
Editorial Universitaria. Recuperado de
https://elibro.net/es/ereader/iteschamvirtual/100758?page=113.
Fernández Benítez, J. A. y Corrochano Sánchez, C. (2014). Fundamentos de
transmisión de calor. Madrid, Spain: Dextra Editorial. Recuperado de
https://elibro.net/es/ereader/iteschamvirtual/43834?page=19.