Libro prosesos de transferencia de calor Incropera
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Apuntes de transmisión de calorDescripción completa
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Apuntes de transmisión de calorFull description
Universidad Tecnológica Tecnológica de Panamá Facultad de Mecánica Licenciatura en Ingeniería Aeronáutica
Transferencia de Calor
Laboratorio n°4 Conducción en rgimen transitorio! Análisis de sistemas concentrados " conducción unidimensional en #ared #lana!
Instructor$ Carlos Macías
%laborado #or$ Matilde Castillo &'&&(')*+ %ste,ani Pan &'&&('--(+ .ian/a Million )'()0'-**0 Adrián 1atista &'&44'&2( 3osu uintero &'&&4'(2)
5ru#o$ -AA04-
Fec6a de entrega$ Mircoles7 4 de ma"o de 0*-8!
9%:UM%;$
En este informe se pretende analizar la conducción de calor en un estado transitorio de los sistemas concentrados que mantiene su temperatura uniforme durante el proceso. Se utilizará la ley de Newton de enfriamiento para determinar la transferencia de calor en el instante. Para tratar un cuerpo como un sistema concentrado se tomó en cuenta el criterio de Número de Biot que representa la razón de resistencia a la conducción dentro del cuerpo entre la resistencia a la conección en la superficie del cuerpo Para el análisis de conducción adimensional en una pared plana con propiedades termo f!sicas constantes" se supuso que no #ay $eneración de calor. % se tomó en cuenta el número de Biot" distancia adimensional y la ley de &ourier para la solución e'acta al pro(lema de conducción transitoria en forma adimensional y para encontrar la temperatura dimensional en cualquier punto de la pared plana a partir de su temperatura adimensional en el plano medio. Para este la(oratorio se resolerán pro(lemas para modelar lo e'plicado en la teor!a mostrando la solución para un cu(o y una placa plana donde de(emos tener en cuenta que no #ay $eneración de calor" la transferencia de calor es unidimensional" la pared plana tiene propiedades termofisicas constantes y que posee simetr!a t)rmica respecto a su plano medio.
kg *.
Considere
una
placa
plana
de
J W −6 m c p= 420 , k =52 , 14∗10 kg°C m° C s
(ronce
comercial
+ ,-//
3
m
"
2
¿
de 0*.1m20*.1m 3/ cm de espesor" que se
encuentra inicialmente a una temperatura uniforme y que es colocada en un recinto e'puesto a aire am(iente. Tome que el coeficiente promedio de transferencia de calor por W
conección es de *1
2
m ° C
. 4rafique temperatura adimensional en función del número
de &ourier para ran$o de 1#5 t50//# en interalos de *.1 # cuando6 a7 '-/ L
(7 '-
4
L
c7 '-
2
3 L
d7 'e7 '-8
a<
4
T adimensional vs Fo(x=0.7/4) 1.2 1 0.8
T adimensional
0.6 0.4 0.2 0 0
0.01
0.02
0.03
0.04
0.05
Fo
b<
T adimensional vs Fo (x=0.7/2) 1.02 1 0.98
T adimensional
0.96 0.94 0.92 0.9 0
0
0
0.01 0.01 0.01 0.01
Fo
c<
T adimensional vs Fo(x=3*0.7/2)
T adimensional
0
0
0
0
0
0.01 0.01
Fo
d<
T adimensional vs Fo(x=0.7) 1.01
1
T adimensional
1
0.99
0.99 0
0
0
0
0
0
0
0
Fo
e<
=u sucede con la tem#eratura adimensional al ir aumentando el n>mero de Fourier #ara una #osición dada?
Cuando el número de Fourier va aumentando entonces la temperatura adimensional va disminuyendo, por la fórmula de Θ=
−Bi∗ Fo
e
.
Para un número de &ourier de su preferencia +que se encuentre dentro del ran$o dado7 di(u9e el perfil de temperatura desde el plano medio de pared +'-/7 #asta la superficie de la misma +'-87.
T adimensional vs x 1 1 1
T adimensional
1 1 1 1 0
0.1 0.2
0.3
0.4
0.5
0.6 0.7
0.8
x
Esta gráfica fue hecha con T adimensional, porue el pro!lema no me da!a ninguna Temperatura, como para poder sacar la temperatura espec"fica en un pto #. $tro detalle es ue inicie desde %.%&m para ue se apreciará la curva más, porue si empe'a!a desde % sal"a un pto y despu(s un incremento a!rupto, y la peue)a curva se nota!a como una l"nea. *o hice con una # ue incrementa!a %.%& hasta llegar a #=%.+m. Escog" el número de Fourier, cuando #= %.+-/ m y t=&h, su valor es %.%%001&+2.
C@;CLU:I@;%:
Tenemos que tener claro la diferencia que #asta este la(oratorio ten!amos presente y es la transferencia de calor en un solo e9e o más (ien llamado unidireccional. En la ida cotidiana se da lo que es la transferencia de calor en tres e9es como es el caso en un cu(o" una esfera o al$ún otro o(9eto con forma fi9a o forma amorfa. Para cada situación se tendrán diferentes consideraciones. En este la(oratorio pudimos er como es el caso con sistemas concentrados utilizando el número de Biot que (ásicamente se resumen en que es el coeficiente de conección multiplicado por la lon$itud de una pared plana diido entre el coeficiente de conductiidad de conducción.