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UNIVERSIDAD TECNICA DE ORURO FACULTAD NACIONAL DE INGENIERIA CAPITULO 6 TRANSFERENCIA DE CALOR OBJETIVOS: - Estudiar los principios básicos de la transferencia de calor. - Presentar ejemplos de Ingeniería donde se aplica transferencia de calor en la práctica. - Desarrollar una comprensión intuitiva de la transferencia de calor, al resaltar la física y los argumentos físicos. Repaso de los conceptos fundamentales de la Termodinámica 09/08/2017 Relación entre calor y otras formas de energía. El calor se puede transferir de tres formas distintas: conducción, convección y radiación 2 TRANSFERENCIA DE CALOR TERMODINÁMICA ENERGÍA TÉRMICA BALANCES GENERAL DEENERGÍA IDENTIFICAR LOS MECANISMOS DE TRANSFERNCIA DECALOR 09/08/2017 TRANSFERNCIA DE CALOR OTRA FORMA DE ENERGÍA BALANCE DE ENERGÍA SUPERFICIAL COSTO ASOCIADO A LAS PERDIDAS DE CALOR 3 AREAS DE APLICACIÓN DELA TRANSFERENCIA DE CALOR EL CUERPO HUMANO APARATOS DOMESTICOS PLANTAS GENERADORAS DE ENERGÍA ELECTRICA AVANCE TECNOLÓGICO MECANISMOS DE TRANSFERENCIA DECALOR El calor se define como la forma de energía que se puede transferir de un sistema a otro como resultado de la diferencia de temperatura. CONDUCCIÓN CONVECCIÓN RADIACIÓN Transferencia de calor por conducción Colisiones y difusión de moléculas Interacción de partículas sólidos Vibración de moléculas líquidos 09/08/2017 gases 6 Transferencia de calor por conducción 09/08/2017 7 La ecuación por conducción del calor dT Q k A dx [W ] Que se conoce como ley de Fourier de conducción de calor. El calor es conducido en la dirección de la temperatura decreciente, y el gradiente de temperatura se vuelve negativo cuando la temperatura disminuye con x creciente. 09/08/2017 La ecuación por conducción del calor dT Q k A dx 09/08/2017 [W ] Transferencia de calor por convección Q conv h A (Ts Tamb ) [ W] 09/08/2017 10 Transferencia de calor por convección Q conv h A (Ts Tamb ) [ W] 09/08/2017 11 Transferencia de calor por convección La convección es el modo de transferencia de energía entre una superficie sólida y líquido o gas adyacente que está en movimiento, y tiene que ver con los efectos combinados de conducción y movimiento del fluido: mientras más rápido sea éste mayor es la transferencia de calor por convección. Q conv h A (Ts Tamb ) [ W] 09/08/2017 12 Transferencia de calor por radiación Las energías radiantes podemos mencionar: Los rayos cósmicos Rayos x Rayos gama Rayos ultravioleta La luz visible Rayos infrarrojos Ondas de radio 4 4 Q A(Ts Trec ) [ W] ; emisividad de la superficie 5.67x 10 -8 [W/m 2 K 4 ]constante de Stefan - Boltzmann Ing. Carlos Fidel Cruz Mamani 14