Transferencia De Calor

TRANSFERENCIA DE CALOR

En todas las operaciones que realiza el ingeniero químico interviene la producción o absorción de energía en forma de calor. Por lo tanto, las leyes que rigen la transferencia de calor y el tipo de aparatos, cuyo fin principal es el control del flujo de calor, tienen una gran importancia en todas las acciones a llevar a cabo.

Naturaleza del flujo de calor

Cuando dos objetos que están a temperaturas diferentes se ponen con contacto térmico, el calor fluye desde el objeto de temperatura más elevada hacia el de temperatura más baja. El flujo neto se produce siempre en el sentido de la temperatura decreciente. Los mecanismos por los que fluye el calor son tres: conducción, convección y radiación. A continuación se va a explicar cada uno de los mecanismos enunciados anteriormente.

• Conducción

La conducción de calor es un mecanismo de transferencia de energía térmica entre dos sistemas basado en el contacto directo de sus partículas sin flujo neto de materia y que tiende a igualar la temperatura dentro de un cuerpo y entre diferentes cuerpos en contacto por medio de ondas.

El principal parámetro dependiente del material que regula la conducción de calor en los materiales es la conductividad térmica, la cual es una propiedad física que mide la capacidad de conducción de calor o capacidad de una sustancia de transferir el movimiento cinético de sus moléculas a sus propias moléculas adyacentes o a otras sustancias con las que está en contacto. La inversa de la conductividad térmica es la resistividad térmica, y ésta se define como: la capacidad de los materiales para oponerse al paso del calor.

 Conductividad térmica: Esta es elevada en metales y en general en cuerpos continuos, y es baja en los gases, siendo muy baja en algunos materiales especiales como la fibra de vidrio, que se denominan por eso aislantes térmicos. En algunos procesos industriales se trabaja para incrementar la conducción de calor, bien utilizando materiales de alta conductividad o configuraciones con un elevado área de contacto. En otros casos, el efecto buscado es justo el contrario, es decir, donde se desea minimizar el efecto de la conducción, para lo que se emplean materiales de baja conductividad térmica. A continuación se va a presentar una tabla de diversos materiales utilizados en la industria con sus respectivos coeficientes de conducción térmica.

En los sólidos que son malos conductores de la electricidad, y en la mayor parte de los líquidos, la conducción térmica se debe a la transferencia de la cantidad de movimiento entre las moléculas o átomos adyacentes que vibran. En gases, la conducción se produce por el movimiento al azar de las moléculas, de forma que el calor se “difunde” desde regiones más calientes hacia otras más frías. El ejemplo más común de conducción pura es

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