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ESCUELA DE INGENIERÍA MECÁNICA, UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER LABORATORIO DE SISTEMAS TÉRMICOS GRUPO D1 – SUBGRUPO 07 24 DE JULIO DEL 2014, I SEMESTRE ACADÉMICO DE 2014

LABORATORIO 3: ESTADO TRANSITORIO Jhonatan Villabona 2080479

Andrés Montaña 2083031

Carlos Galvis 2083029

Jairo Mateus 2073029

Carlos Acosta 2073587

MARCO TEÓRICO Conducción transitoria de calor: Es la variación de calor en función del tiempo. El periodo en el cual ocurre esta variación es llamado el periodo transitorio, es decir, aquel periodo que se requiere para alcanzar las condiciones en las cuales el cuerpo alcanza un estado estacionario.

Cristhian Ardila 2093096

se comportan como sistemas concentrados, en los cuales la temperatura interior permanece uniforme en todo momento durante un proceso de transferencia de calor. La temperatura de esos cuerpos se puede tomar solo como una función del tiempo T (t). Esto proporciona una gran simplificación en cierto tipo de problemas de transferencia de calor sin mucho sacrificio de exactitud.

En la conducción de calor en estado transitorio, el perfil de temperatura dependerá específicamente tanto de la geometría del cuerpo como del tiempo en el que transcurre el proceso. Dependiendo del problema que se este tratando, se podrá considerar o no la geometría como factor influyente en el cálculo.

Las ecuaciones características son:

Velocidad de transferencia de calor convección Ecuación de conducción de calor unidimensional para régimen transitorio sin generación de calor.

por

Cantidad total de transferencia de calor entre el cuerpo y el medio circundante

Sistemas concentrados: En el análisis de transferencia de calor, se observa que algunos cuerpos

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• t es el tiempo característico. Cantidad máxima de calor que se obtiene cuando el cuerpo alcanza la temperatura del medio que lo rodea Análisis de conducción transitoria considerando efectos especiales: El análisis de transferencia de calor de sistemas concentrados la variación de la temperatura dentro del cuerpo se despreciaba; es decir qué e los cuerpos permanecían casi isotérmicos durante un proceso. Sin embargo, en general, la temperatura de un cuerpo cambiara de punto a punto así como de tiempo en tiempo. Por esta razón y para reducir la complejidad de las ecuaciones constitutiva se procede a adimencionalizar una serie de parámetros de donde salen números adimensionales como el número de biot y el número de Fourier, entre otros. Difusividad Térmica: Es un índice que expresa la velocidad de cambio, y flujo de temperaturas, en un material hasta que alcanza el equilibrio térmico. Mide la capacidad de un material para conducir energía térmica en relación con su capacidad para almacenar energía térmica

•L es la longitud a través de la que la conducción de calor ocurre. Número de Reynolds: El número de Reynolds relaciona la densidad, viscosidad, velocidad y dimensión típica de un flujo en una expresión adimensional, que interviene en numerosos problemas de dinámica de fluidos. Dicho número o combinación adimensional aparece en muchos casos relacionado con el hecho de que el flujo pueda considerarse laminar (número de Reynolds pequeño) o turbulento (número de Reynolds grande).

Número de Prandlt: considerado como un número adimensional, que va en proporción al cociente entre la difusividad de momento, conocida como viscosidad y la difusividad térmica. Este número recibe su nombre en honor a Ludwig Prandlt, Proporciona una medida de la efectividad relativa del transporte de momento y energía por difusión en las capas límite hidrodinámica y térmica Se encuentra definido por la siguiente formula:

Pr = ʋ/α = (μ x Cp)/K

α = K/(ρ xCp) Bibliografia Número de Biot: El número de Biot es un parámetro adimensional que representa la relación entre la resistencia interna (conducción) y la resistencia externa (convección) es un numero adimensional que nos dice que tan exacto es el análisis de sistemas concentrados; entre más grande sea el número de biot más exacto será el análisis.

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http://materias.fi.uba.ar/6731/TRANSIT O.pdf

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http://editorial.dca.ulpgc.es/ftp/ambie nte/antesol/TESIS/cap3.pdf

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http://www.upv.es/entidades/DTRA/info web/dtra/info/U0296618.pdf

Número de Fourier: Es una medida adimensional del tiempo que relaciona la velocidad de conducción de calor y la velocidad de almacenamiento de la energía en el interior del cuerpo. Se define como:

En donde: • α es la difusividad térmica.

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