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estacionario
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UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS ESPE-L
INGENIERÍA AUTOMOTRIZ
ALUMNO: BYRON ORTIZ
DOCENTE: ING. ALEX CEVALLOS
NIVEL: QUINTO NIVEL
TEMAS: CONDUCCIÓN DE CALOR EN ESTADO ESTACIONARIO
OCTUBRE 2015-MARZO 2015
EL ESTADO ESTACIONARIO
Definiciones preliminares Se considera que la transferencia de calor se lleva a cabo, en general, por tres procesos:Conducción: Es la transferencia de calor de una parte de un cuerpo a otra o a otro cuerpo por la interacción en un intervalo pequeño, de moléculas o electrones.
Convección: Es la transferencia de calor por la combinación de mecanismos de mezcla de fluidos y conducción.
Radiación: Es la emisión de energía en forma de ondas electromagnéticas. Todos los cuerpos irradian a temperaturas superiores [1]
La ecuación diferencial que describe la conducción térmica
ρ es la densidad c es el calor específico K es la conductividad térmica
En el estado estacionario la temperatura de los puntos de la barra no cambia con el tiempo, ∂T/∂t=0, ∂T/∂x es constante, de acuerdo a la ley de Fourier
El signo menos indica que la temperatura disminuye a lo largo de la barra: el foco caliente está en x=0, y el foco frío en x=L.
S es el área de la sección trasversal de la barra dQ/dt es la potencia de la fuente de calor colocada en uno de los extremos de la
barra. K una constante característica del material denominada conductividad térmica.
En el estado estacionario t→∞
Conociendo la potencia de la fuente de calor, la temperatura fija T0 del extremo x=L y la temperatura T de dicho punto x de la barra podemos determinar el coeficiente K de conductividad térmica.
Ejemplo:
La potencia de la fuente de calor colocada en un extremo de la barra es 4.0 W El otro extremo de la barra, se mantiene a la temperatura de un baño consistente en
una mezcla de hielo y agua T0=0 ºC La barra metálica es un cilindro de L=25 cm de longitud y r=5 mm de radio
El termómetro se coloca en la posición x=3 cm, y mide una temperatura máxima de T=53.6 ºC un tiempo suficientemente grande después de haber conectado la fuente de calor.
[2]
Bibliografía
[1] S. Alvarez, «academiaedu,» [En línea]. Available: https://www.academia.edu/5141516/TRANSFERENCIA_DE_CALOR_CAPÍTULO_2. [Último acceso: 27 11 2015].
[2] [En línea]. Available: http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/transporte/conduccion1/conduccion1.htm. [Último acceso: 27 11 2015].