8/16/2019 Unidad 6.- Mecanismo de Transferencia

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TECNOLÓGICO NACIONAL DE MÉXICO

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE ORIZABAINGENIERÍA QUÍMICA

MATERIA:Mecanismo de Transferencia

PROFESOR (A):M.C. Benítez Espíndola Marco Antonio

UNIDAD 6:Transferencia de calor por radiación

EQUIPO:Angel Camara Gómez

Josué Eduardo Jiménez JiménezFelicia A ril A!uino "osas

HORARIO:#un$%ier& ''.(($')*(( +rs.

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CLAVE DE GRUPO:

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u secretaría de Educación uperior 4irección General de Educación uperior Tecnológica

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INTRODUCCION El mecanismo físico de la radiación

Origen de la radiación

Para una descripción cuantitativa de los mecanismos atómicos y molecularesque participan del fenómeno de la radiación, es preciso acudir a la mecánicacuántica: en este curso nos limitaremos a una descripción cualitativa. Cuandose transfiere energía a un cuerpo, algunos de los átomos o moléculas que loconstituyen pasan a estados excitados. Este estado no es esta le y laspartículas tienden a retornar al estado de energía original. En elresta lecimiento, emiten una cierta cantidad de energía a!o forma de ondaselectromagnéticas. "a energía emitida es lo que llamamos radiación. "apotencia emisiva E #$%m&' nos indica la cantidad de energía radiante por unidad de tiempo y de área.

Características de la radiación, radiación térmica. Formas de interacciónde la radiación con la materia

"a radiación electromagnética se caracteri(a por su longitud de onda ) y sufrecuencia ef. *e forma que la velocidad de propagación de onda c + fe.

simismo, la radiación manifiesta su naturale(a corpuscular ya que interact-acon la materia por medio de cuantos discretos, fotones que tienen una energíaE + c ef, donde + /,/&/ 0 12345 es la constante de Planc6. "a cantidad demovimiento de cada fotón es c ef %c. "a radiación térmica está dada por elintervalo de longitudes de onda tales que al ser a sor ido por un cuerpo, setransforma en energía calórica. El rango es: térmico ∈ 72,1. . . 1228m9 mientrasque el espectro visi le es visi le ∈ 72,5. . . 2, 8m9 En un cuerpo real, no toda laenergía incidente es a sor ida sino que una parte es refle!ada y otratransmitida por el mismo. ;i consideramos el comportamiento glo al de uncuerpo, podemos definir los coeficientes:

) D= g i n a

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Definición de Cuer o Negro

Cuer o Negro, !e"es de Radiación

+ 1, no se produce reflexión de la radiación. "uego, todaradiación que proviene de un cuerpo negro es emitida exclusivamente por susuperficie. ;eg-n la ley de ;tefan ?olt(mann, la emisión vale

E + @A5 7$%m &9

*onde @ + B,/ 123D$%m& 5 es la constante de ;tefanF?olt(mann. ;inem argo, la emisión del cuerpo negro no es independiente de la longitud deonda: se rige por la ley de Planc6 que esta lece la variación de la emisión

*onde, si ) está en 8m, C1 + 4, 5& 12D$8m5m& y C& + 1,54DG 1258m .Hntegrando la expresión #/.&' se recupera el resultado de ;tefanF?olt(mann.Por otro lado, la ley de $ien, esta lece el despla(amiento de los máximos delas curvas en función de la temperatura de la emisión. Esta ley se puedededucir tam ién a partir de la expresión de Planc6. Iesulta ) max A + &DG 8m .

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Conce to factor de forma " factor de %rea en transferencia de caloror radiación

El Factor de Forma

"a transferencia de calor por radiación entre dos superficies cualesquiera, secalcula determinando el factor de forma 1& como la fracción de energíaradiante total que a andona la superficie 1, #q1 → semiesfera' y llegadirectamente a una segunda superficie &, #q1 → &'.Ktras geometrías pueden implicar que una parte de la radiación emitida por una de la superficie no sea completamente a sor ida por la restante. Esnecesario definir un factor de forma

Fmn K =otencia emisi7a de m !ue llega a n

mn Q 1 y es función del tamaRo, de la forma y de la orientación de &superficies.

)' K F)' A)NT, ) O F') A' NT, '

;i am as superficies estuviesen a la mima temperatura, SN 1& + 2 y &1 & +1& 1. Como el factor de forma no depende de la temperatura, el resultado

anterior es válido para aun cuando las temperaturas son diferentes. "a relaciónse conoce como regla recíproca. Entonces

En forma analítica,

Para configuraciones sencillas, el factor de forma se encuentra ta ulado. lgunas propiedades -tiles:

< D= g i n a

=otencia emisi7a de m en todo espacio

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6 D= g i n a

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@ D= g i n a

http://materias.fi.uba.ar/6731/radiacion1.pdfhttp://www.astroscu.unam.mx/~tony/espanol/astro-gal-7-cuerpo-negro.pdfhttp://www.astroscu.unam.mx/~tony/espanol/astro-gal-7-cuerpo-negro.pdfhttp://materias.fi.uba.ar/6731/radiacion1.pdf