Conduccion unidimemcional.

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Carrera:

Ing. En Mecatrónica

Segundo Parcial. Reporte de la práctica #1:

 Conducción multicapa

Equipo 3

Integrantes:

Guerrero Rivera María Cruz

Mendoza Barrios Saraí

Ruiz Almaraz Saúl Alonso

Salinas Hernández Cristian Alejandro

Santana Hernández Argenis Adrián

Santos Chávez Fernando Daniel

Silva Cortés Luis Antonio

Profesor:

Héctor León Torres

Materia:

Transferencia de calor

Grupo:

M-103-9

Fecha de entrega:

26 de Junio del 2016

Índice

Antecedentes        

Justificación        

SUSTENTO TEORICO        

Calor        

Mecanismos de transferencia de Calor        

Convección        

Radiación        

Flujo de calor        

Conducción Estacionaria Unidimensional        

Transferencia de calor unidimensional en serie y en paralelo a través de una pared compuesta y su analogía eléctrica.        

Análisis térmico        

Visión general de análisis térmico        

Introducción        

Objetivo.        

Objetivo General        

Objetivos específicos        

Conclusión.        

Bibliografía        

Antecedentes

La transferencia de calor se produce normalmente desde un objeto con alta temperatura, a otro objeto con temperatura más baja. La transferencia de calor cambia la energía interna de ambos sistemas implicados, de acuerdo con la primera ley de la Termodinámica.

Justificación

El principal objetivo del análisis térmico es calcular la transferencia de calor en una superficie, demostrando y comparando la relación entre el calculo tradicional de resultados y el uso de un software inteligente gráfico (Solid Works), haciendo uso del estudio térmico del mismo.

Analizar el problema planteado en la práctica mediante simulación para determinar la distribución de temperatura en la pieza que menciona el problema, esta acción es útil para facilitar el análisis de transferencia de calor en diferentes puntos, sin la necesidad de realizar los cálculos tradicionales. Así mismo nos permite comprender el  tema visto durante el parcial, así como aprender a utilizar otras herramientas para el análisis de transferencia de calor, el cual como lo hemos visto es una parte fundamental a la hora de diseñar y crear un modelo.

SUSTENTO TEORICO

El objetivo de este capítulo es brindar los antecedentes teóricos para el desarrollo de la práctica. Particularmente se documentan los principales términos de transferencia de calor  involucrados en el presente  trabajo:

Calor

La termodinámica es una ciencia que comprende el estudio de las transformaciones energéticas y de las relaciones entre las propiedades físicas de las sustancias afectadas por dichas transformaciones. Los científicos que trabajan en estos campos han desarrollado los principios básicos que rigen el comportamiento físico y químico de la materia con respecto a la energía. Su estudio da origen a la definición de calor, que es la energía en tránsito que tiene lugar como resultado de las interacciones entre un sistema y sus alrededores, debido a una diferencia de temperatura. Este intercambio de energía (medido en [J]) fluye a través de una barrera termodinámica por lo que la transferencia de calor Q, es la tasa a la cual esta energía se mueve a través de la barrera.

Mecanismos de transferencia de Calor

Existen tres mecanismos de transferencia de calor, llamados: conducción, convección y radiación. En la naturaleza, estos mecanismos intervienen simultáneamente con distintos grados de importancia. Cada uno de estos modos puede estudiarse separadamente, si bien la mayoría de las aplicaciones en ingeniería son combinaciones de las tres formas. No obstante, un estudio profundo de los mecanismos asociados a cada una de las formas mencionadas anteriormente permite extender fácilmente el análisis al problema combinado.

Convección

Es la transferencia de calor entre partes relativamente calientes y frías de un fluido por medio de la mezcla. Físicamente puede entenderse como una difusión de energía debida a un movimiento molecular aleatorio más una transferencia de energía debida a un movimiento en todo el volumen (advección). La convección se clasifica a su vez en forzada o natural,  según que la mezcla se realice o no por medios mecánicos (bombas, ventiladores, etc.).

Aunque los líquidos y los gases no suelen ser muy buenos conductores de calor, pueden transmitirlo eficientemente por convección. La propagación del calor a través de la convección se caracteriza por:

• Debe existir un medio material fluido a través del cual se propaga el calor.
• Variación de la densidad del medio con la temperatura y la aceleración de la gravedad juega un rol importante, sin ella no hay convección.
• Transmisión de calor con transporte de materia.

En la convección de calor se tiene la ley de Newton:

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Dónde:         h es el coeficiente de convección

Ts es la temperatura de la superficie

T∞ es la temperatura del fluido

Radiación

Es la transferencia de calor debida a la energía emitida por todos los cuerpos en forma de ondas electromagnéticas, viajando a la velocidad de la luz y propagándose aun en el vacío.

La propagación del calor a través de la radiación se caracteriza por:

• No es necesario que exista un medio para que se produzca la radiación.
• Transmisión de calor sin transporte de materia.

La radiación del Sol se produce principalmente en la zona visible y en otras longitudes de onda a las que el ojo no es sensible, como la infrarroja, que es la principal responsable del calentamiento de la Tierra.

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