jueves, 10 de diciembre de 2015

Ecuacion de la conduccion de calor

Se estableció que conducción de calor es la transferencia de energía térmica de la partículas mas energéticas de un medio hacia la  menos energética adyacente. Es importante tener en cuenta los signos positivos y negativos ya nos indicaría en que dirección iría un sistema. En la convención nos indica que será positivo cuando en la dirección de un eje de coordenadas es positivo y en la dirección contraria es negativo.
La base impulsora de la transferencia de calor será la diferencia de temperatura, mientras mayor sea la temperatura mayor será la cantidad de trasferencia de calor. La determinación de temperatura en un punto se puede elegir mediante sistemas de coordenadas como son las rectangulares (x,y,z) , cilíndricas (r,ɸ,z)  o esféricas (r,ɸ,θ).

Transferencia de calor estacionario y transitorio
Decimos que la transferencia de calor es estacionario cuando no hay cambios con el tiempo en cualquier punto dentro del medio, lo que indica que la temperatura y el flujo de calor permanecerá estable con respecto al tiempo; en cambio decimos que es transitorio cuando hay cambios con el tiempo o dependencia con respecto al tiempo, por lo que la temperatura varia con respecto al tiempo. Existen casos especiales en que hay cambio con el tiempo pero no hay cambios en la posición, lo que indica que la temperatura cambiara uniformemente con el tiempo; a estos casos se los conoce como sistemas de parámetros concentrados o de resistencia interna despreciable.

Transferencia de calor multidimensional
Se clasifican en unidimensional; bidimensional y tridimensional dependiendo en que dirección se dirija la razón de transferencia de calor. Aunque en la vida diaria la transferencia de calor en un medio es tridimensional. Con respecto a la distribución de temperatura se expresa de la siguiente manera:
Rectangulares o cartesianas : T(x,y,z)
Cilíndricas : T(r,ɸ,z,t)
Esféricas o polares : T(r,ɸ,θ,t)
Se dice que es unidimensional cuando la temperatura de un medio existen cambios en una sola dirección, por lo tanto la transferencia de calor se dirige en una misma dirección conjunto con la variación de temperatura. Bidimensional cuando la temperatura presenta cambio en dos direccion. Tridimensional cuando la temperatura varia en las tres direcciones.

Generación de calor
Generación de calor se caracteriza como el análisis de la conducción de calor en el que puede obtener la conversión de energía mecánica, eléctrica, nuclear o química en calor.
La generación de calor es un fenómeno volumetrico y se denota en algunos libros con la letra ġ y en otros con ė cuyas unidades serian w/m3 o Btu/h.ft3. Para determinar el valor total de generación en un medio es
   [=] W
En el caso especia en que la generación de calor es uniforme en el caso de un calentamiento por resistencia eléctrica en un material homogéneo ;la ecuación queda

Ġ = ġ.V 

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