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Transferencia de calor

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by

Bertin Sánchez

on 20 January 2015

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Transcript of Transferencia de calor

Integrantes:
Pérez Labastida Dafne
Sánchez Gómez Bertin
Trejo De león Jorge
Transferencia
de
calor
Temas
Condiciones de frontera e iniciales
ÍNDICE
Coordenadas rectangulares
Coordenadas cilíndricas
Coordenadas esféricas
Eje x
Eje -x
Unidimensional
Multidimensional
Coordenadas Rectangulares
Condición de frontera
Condición de frontera de flujo específico
Condición de convección de frontera
Condición de radiación de frontera
Condiciones de frontera en la interfase
Condiciones de frontera generalizadas
Ecuación general de conducción de calor
Ecuación General de Conducción de Calor
Condiciones de frontera e inicial
Ecuacion de conducción de calor
Condiciones térmicas sobre la superficie
Temperatura de la superficie
Flujo específico de calor
Problema de transferencia de calor en un medio
Expresión matemática
"CONDICIONES DE FRONTERA"
Solución ecuación diferencial
d²T
dx²
=0
Solución general
T(x)= C1x + C2
Constantes arbitrarias
Solución específica
Condiciones
Valor de la función
Valor de la derivada en un punto de la variable independiente
T(x)= 2x + 5
No tiene lugar para condiciones adicionales
Se necesita por separado suministrar las condiciones de
frontera
e
inicial
Distribución de temperatura en un medio
Dos condiciones de frontera
Sistema unidimensional:
Exterior
Interior
Sistema bidimensional:
Cuatro condiciones de frontera
Eje x
Eje y
Eje x
Eje y
Eje z
Sistema tridimensional:
Seis condiciones de frontera
"El
número
de condiciones de frontera que es necesario especificar en
una dirección
es igual al
orden
de la ecuación diferencial en
esa dirección"
"Condición inicial"
Expresión matemática para la distribución
inicial
de temperatura del medio
T(x,y,z,0)= f(x,y,z)
Se puede especificar en
coordenadas rectangulares
de forma general
Distribución de temperatura en el medio en el instante
t=0
Sólo se necesita una condición inicial
Sin importar su
dimensión
Primer orden
Condiciones
estacionarias
Sin

condición
inicial
Condiciones de frontera en la práctica
Temperatura específica
Flujo específico de calor
Convección
Radiación
Condición de frontera de temperatura específica
Temperatura específica
Constante o variable respecto al tiempo
Condición de frontera de flujo específico de calor
Se puede expresar por la
Ley de Fourier
Caso especial: Frontera aislada
Sobre una superficie aislada, la
primera derivada
de la temperatura con respecto a la variable espacial en la dirección normal a esa surpeficie aislada es
cero
.
Caso especial: Símetría térmica
Condición de frontera de flujo de calor
Considere una cacerola de aluminio usada para cocinar estofado colocada sobre
la parte superior de una estufa eléctrica. La sección del fondo de la cacerola
tiene L=0.3 cm de espesor y un diámetro de D=20 cm. La unidad eléctrica
de calentamiento en la parte superior de la estufa consume 800 W de potencia
durante la cocción y 90% del calor generado en el elemento de calentamiento
se transfiere a la cacerola. Durante la operación estacionaria, se mide la temperatura de la superficie interior de la cacerola y resulta ser de 110°C. Exprese las condiciones de frontera para la sección del fondo de la cacerola durante este
proceso de cocción.
q = 22.9 kW/m²
T=110 ºC
Gracias por su atención!
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Razón de transferencia de calor
Unidad de área superficial
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