Conduction Heat Transfer Arpaci

Conduction Heat Transfer ArpaciFormulacin diferencial de las leyes generalesFormulacin diferencial de las leyes generalesConservacin de la masaPrimera ley de la termodinmicaPrimera ley de la termodinmicaSegunda ley de la termodinmicaObjeto de estudioHabiendo determinado los modelos matemticos que representan con relativa precisin el comportamiento natural es sensato pensar en el objetivo de estudio de la conduccin, el cual es el diseo de equipos trmicos, lo cual no puede ser efectuado sin el conocimiento de temperaturas y flujo de calor.

Ntese que la primera ley de la termodinmica nos proporciona una relacin entre estas dos variables, sin embargo se necesita el uso de relaciones constitutivas para determinar el problema.

La ley de conduccin de Fourier y la ley de radiacin de Stefan-BoltzmannLey de conduccin de Fourier

FinitoinfinitesimalLey de conduccin de FourierClasificacin del continuoHomogeneo-Se dice que es homogneo cuando la conductividad trmica no varia de punto a punto dentro del dominio.

Heterogeneo-cuando ocurre dicha variacin.Isotrpico-la conductividad no es una funcin de la direccin.

Anisotrpico-la conductividad si es una funcin de la direccin.Ley de conduccin de FourierConductividad Trmica

Ley de radiacin de Stefan-BoltzmannLey de radiacin de Stefan-BoltzmannLey de radiacin de Stefan-Boltzmann

Ecuacin de conduccin Ecuacin de conduccin Condiciones iniciales y de fronteraEstas condiciones son descripciones matemticas de observaciones experimentales, su numero en la direccin de cada variable independiente del problema es igual al orden de la mxima derivada en la ecuacin diferencial gobernante en la misma direccin

El numero de condiciones iniciales para definir la solucin esta en funcin del orden de las derivadas temporales

El numero de condiciones de frontera para definir la solucin esta en funcin del orden de las derivadas espaciales

Condiciones iniciales(volumen)

Para un problema en estado transitorio la temperatura del continuo a consideracin debe de ser conocida para un tiempo determinado, donde es conveniente que sea la temperatura al inicio del problema T0(r)Condiciones de frontera

Condiciones de frontera

Condiciones de fronteraSe describen las mas comunesTransferencia de calor por radiacin. Una interaccin simultanea entre radiacin y conveccin es generalmente el caso en la realidad, la influencia de la radiacin con respecto a la conveccin depende en gran medida del orden de la magnitud del campo de temperaturas, ya que mientras mayor sea este mayor es el impacto de el termino de radiacin, incrementando rpidamente con el incremento de la temperaturaAun a temperatura ambiente, con un coeficiente convectivo relativamente bajo, por ejemplo conveccin natural con aire, los efectos de radiacin pueden contribuir hasta en aproximadamente en un 50% en la transferencia de calor total

Condiciones de frontera

Condiciones de frontera

Condiciones de fronteraSe describen las mas comunesInterfaz en movimiento de dos continuos (cambio de fase). Cuando una regin del continuo tiene una temperatura por debajo de la cual dicho continuo cambia de fase en virtud de la absorcin o liberacin de calor, existe una frontera mvil entre las dos fases

Las propiedades trmicas del continuo estn identificadas por los subndices 1 y 2

Condiciones de frontera