Ecuación General de Conducción de Calor
La
conducción de calor es multidimensional; en
esta sección se
desarrollará la ecuación diferencial que rige tales sistemas,
en coordenadas rectangulares, cilíndricas y esféricas.
sábado, 12 de diciembre de 2015
viernes, 11 de diciembre de 2015
CONDICIONES DE FRONTERA
CONDICIONES DE FRONTERA E INICIALES
La solución de un problema de conducción de calor depende de las condiciones en las superficies, y las expresiones matemáticas para las condiciones térmicas en las fronteras se llaman condiciones de frontera
Condición inicial
La solución de los problemas de conducción transitoria de calor también depende de la condición del medio al iniciarse el proceso de conducción. Esa condición que suele especificarse en el instante t=0
Las condiciones de frontera más comunes son las de temperatura específica, flujo especificado de calor, convección y radiación.
La solución de un problema de conducción de calor depende de las condiciones en las superficies, y las expresiones matemáticas para las condiciones térmicas en las fronteras se llaman condiciones de frontera
Condición inicial
La solución de los problemas de conducción transitoria de calor también depende de la condición del medio al iniciarse el proceso de conducción. Esa condición que suele especificarse en el instante t=0
Las condiciones de frontera más comunes son las de temperatura específica, flujo especificado de calor, convección y radiación.
sábado, 5 de diciembre de 2015
ECUACIÓN DE LA CONDUCCIÓN DE CALOR
La
transferencia de calor tiene dirección y magnitud. La razón de la
transferencia de calor por conducción en una dirección específica es
proporcional al gradiente de temperatura, el cual es la razón del cambio
de la temperatura con respecto a la distancia, en esa dirección.
En
general, la conducción de calor en un medio es tridimensional y depende del
tiempo, y la temperatura en un medio varía con la posición y con el tiempo.
T=T(x, y, z, t)
La ubicación de un punto se
especifica como (x, y, z),
en coordenadas rectangulares, como (r,
ϕ, z), en coordenadas cilíndricas, y como
(r, ϕ, Ɵ), en coordenadas esféricas, en donde las distancias x,
y, z y r, y los ángulos ϕ y Ɵ
TRANSFERENCIA DE CALOR ESTACIONARIA EN COMPARACIÓN CON LA TRANSFERENCIA TRANSITORIA
Los problemas de transferencia de calor a menudo se clasifican como
Estacionarios (también llamados estables) o
Transitorios (también llamados no estables o no estacionarios).
TRANSFERENCIA DE CALOR MULTIDIMENSIONAL
Los problemas de transferencia de calor también se clasifican como unidimensionales, bidimensionales o tridimensionales.
LEY DE FOURIER DE LA CONDUCCIÓN DE CALOR EN FORMA
UNIDIMENSIONAL
Con el fin de obtener una relación general para la ley de Fourier de la conducción de calor, considere un medio en el cual la distribución de temperaturas tridimensional.
El vector de flujo de calor en un punto P sobre esta superficie debe ser perpendicular a ella y debe apuntar en la dirección de la temperatura decreciente. Si n es la normal a la superficie isotérmica en el punto P, la razón de la conducción de calor en ese punto se puede expresar por la ley de Fourier
**EN EL SIGUIENTE MAPA (click) SE EXPLICAN MAS DETALLADAMENTE CADA UNO DE LOS TEMAS
GENERACIÓN DE CALOR
GENERACIÓN DE
CALOR
En un medio a través del cual
se transfiere calor puede tenerse la conversión de energía mecánica, eléctrica,
nuclear o química en calor (o energía térmica).
En
el análisis de la conducción de calor, esos procesos de conversión son
caracterizados como generación de calor (o de energía térmica).
La
razón de generación de calor en un medio puede variar con el tiempo y con la
posición dentro de él.
Los temas a tratar son:
ECUACIÓN DE LA CONDUCCIÓN DE
CALOR EN UNA PARED PLANA GRANDE
ECUACIÓN DE LA CONDUCCIÓN DE CALOR EN UN
CILINDRO LARGO
ECUACIÓN DE LA CONDUCCIÓN DE CALOR EN UNA ESFERA
**En el siguiente LINK se encuentra más información de este tema
Materiales Anisotrópicos
Materiales Anisotrópicos **CLICK
*Un material es anisotrópico si sus propiedades mecánicas son diferentes en diferentes direcciones. En general, las propiedades mecánicas de los materiales anisotrópicos no son simétricas con respecto a ningún plano o eje.
En esos casos puede ser que se necesite expresar la conductividad térmica como una CANTIDAD TENSORIAL, para tomar en cuenta la variación con la dirección.
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