Clases Calor 1 Feb. 27

8/18/2019 Clases Calor 1 Feb. 27

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FUNDACIÓN UNIVERSITA TECNOLÓGICO COMFENA

DISEÑO DE EQUIPOS YMAQUINAS TÉRMICAS


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CONTENIDOUNIDAD MODULAR I.INTRODUCCION Y CONCEPTOS

1.1 Conducci n1.! Con"#cci n1.$ R%di%ci n1.& Con"#cci n ' (%di%ci n co)*in%d%+1., T(%n+-#(#nci% d# c% o( cu%ndo /%' c%)*io d#-%+#1.0 Unid%d#+ di)#n+ion#+ ' -%c2o(#+ d#con"#(+i n.

1.3.Co#4ci#n2#+ 2o2% #+ d# 2(%n+-#(#nci% d# c%


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NTENIDUNIDAD MODULAR II.CONDUCCIÓN!.1 Ecu%cion#+ *5+ic%+!.1.1 Co)6on#n2#+ d# 7u8o d# c% o(!.1.! Ecu%ci n di-#(#nci% d# % conducci n d# c% o(!.1.$ Condicion#+ d# -(on2#(%!., P%(5)#2(o+ % di)#n+ion% #+ d# % conducci n d# c%!.! E+2%do #+2%* # un% di)#n+i n!.!.1 P %c%+

!.!.! Ci ind(o+!.!.$ E+-#(%+!.!.& Conc#62o d# (#+i+2#nci% 29()ic%!.!., R#+i+2#nci% 29()ic% d# con2%c2o!.!.0 Conduc2i"id%d 29()ic% "%(i%* #!.!.3 Ecu%ci n d# % #2%+ d# un% di)#n+i n


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CONTENIDOUNIDAD MODULAR III.CONVECCION FOR:ADA Y NATURAL $.1 Ecu%cion#+ *5+ic%+$.1.1 Ecu%ci n d# con2inuid%d$.1.! Ecu%ci n d# )o)#n2o$.1.$ Ecu%ci n d# #n#(;


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CONTENIDOUNIDAD MODULAR III.CONVECCION FOR:ADA Y NATURAL $.$. FLU>O LAMINAR Y CONVECCION LI?RE$.$.1. F u8o %)in%($.$.!. F u8o d# Cou#22#$.$.$. Conc#62o d# "# ocid%d co)6 #2%)#n2# d#+%((o %d% ' 6#(4 d#2#)6#(%2u(% 6%(% # 7u8o d#n2(o d# conduc2o+$.$.&. T(%n+-#(#nci% d# c% o( ' c%


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CONTENIDOUNIDAD MODULAR IV.

DIMENSIONAMIENTO DE EQUIPOSDE INTERCAMBIO DE CALOR

&.1 G#n#(% id%d#+

&.! C(i2#(io+ d# +# #cci n&.$ E"% u%ci n d# in2#(c%)*i%do(#+c% o(&.$ Di+#Bo d# in2#(c%)*i%do(#+ d#

c% o(


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?I?LIOGRAF A• Yunu+ A. #n;# . Fund%)#n2o+ d# T(%n+-#(#nci% d# C%

Edi2o(i% McGraw Hill

• Inc(o6#(% F. P. D# i22 D.P. Fund%)#n2o+ d# T(%n+-#(#nci% d# C% o( P(#n2ic# % 1HHH

• L#"#n+6i# O. F u8o d# 7uido+ # in2#(c%)*io d# c% o(R#"#(29. ?%(c# on%. 1.HH$.

• OLMAN >%c P/i i6J(K #%2 T(%n+-#(J(K N#G(% i ?oo Co)6%n'. 1H H.

• REIT F(%n J(K ?LAC J(K .!J(K L% 2(%n+)i+ic% o( P(inci6io+ -und%)#n2% #+. M%d(id A /%)*(%.

• ERN Don% d T(%n+-#(#nci% d# c% o(


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EVALUACIÓN


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TERMODIN MIC

TRANSFERENCIACALOR

T(%2% d# o+ #+2%do+#@ui i*(io ' d# o+

c%)*io+ d#+d# un #+2%do

d# #@ui i*(io /%ci% o2(

S# ocu6% d# o++i+2#)%+ #n dond#-% 2% # #@ui i*29()ico 6o( o @u#

#=i+2# un -#n )#no d#no #@ui i*(io

http://www.mcgraw-hill.es/http://www.mcgraw-hill.es/


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CONCLUSIÓN

LOS ESTUDIOS DE LA TRASFERENCICALOR TRASCIENDEN MAS ALLA D

TERMÓDIN MICA SIN DESCONOCELEYES DE ESTA


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PRIMERA LEY DE TERMODIN MICA

L% (% n d# %2(%n+-#(#nci% d#

#n#(;


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SEGUNDA LEDE LA

TERMODIN MCA

L% 2(%n+-#(#nci% d# c%(#@ui#(# d# un di-#(#nci%d# 2#)6#(%2u(% ' 9+2%

d#2#()in% % di(#cci n d#7u8o d# #n#(;


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CU L ES LA FUERIMPULSORA QUE

GARANTI:A UN PROCDE TRANSFERENCIACALOR


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Fo()% d# % #n#(;


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EQUIPOS DE TRANSFERENCIA DE UTILI:ADO EN LA INDUSTRIA

1 INTERCAM?IADORES DE CALOR! CALDERAS$ CONDENSADORES& RADIADORES, CALENTADORES0 REFRIGERADORES3 COLECTORES SOLARES


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PRO?LEMAS DE TRANSFERENCIA D

1 CAPACIDAD NOMINALD#2#()in%ci n d# % (% n d# % 2(%n+-#(d# c% o( 6%(% un +i+2#)% #=i+2#n2# con undi-#(#nci% d# 2#)6#(%2u(% conocido

! DIMENSIONAMIENTOD#2#()in%ci n d# 2%)%Bo d# un +i+2#)% co4n d# 2(%n+-#(i( c% o( % un% (% n d#2#()i6%(% un% di-#(#nci% #+6#c


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ESTUDIO DE UN EQUIPO DE ING

1 E PERIMENTALMENTER#% i %ci n d# 6(u#*%+ ' 2o)% d# )#dicion#+V#n2%8%+- S# 2(%*%8% con un +i+2#)% -


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ESTUDIO DE UN EQUIPO DE ING

1 ANAL TICAMENTEAn5 i+i+ ' # %*o(%ci n d# c5 cu o+ in"o u6(oc#di)i#n2o nu)9(ico.V#n2%8%- R%6ido- Econ )icoD#+"#n2%8%- In#=%c2o


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ENERGIA INTERNA• SUMA DE TODAS LAS FORMAS DE ENERG A MICROSCÓPICA

• FORMAS DE ENERG A RELACIONADASESTRUCTURA MOLECULAR DE UN SISTEL GRADO DE LA ACTIVIDAD MOLECU


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ENERG A INTERNA

ENERG A CINÉTICA ENERPOTENCIAL

CALOR SENSI?LECALORLATENTE


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CALOR ESPEC FICOJcKENERG A REQUERIDA PARA ELEVAR EN LA TEMPERATURA DE UNA UNIDAD DE MC

"C6

C6 C"R


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CAPACIDAD CALOR FIC• CANTIDAD DE ENERG A NECESARIA P

AUMENTAR EN UN GRADO LA TEMPERAUNA SUSTANCIA

C c.)


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F u8o d# c% o(

En#(;


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M#c%ni+)o+ d#2(%n+)i+ n d# c% o(

Conducci n 2(%n+-#(#nci% d##n#(;


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L%conducción #+ # Xnico )#c%ni+)o d# 2(%n+)i+i n d# c% o(6o+i* # #n o+ )#dio+ + ido+ o6%co+.

Cu%ndo #n 2% #+ )#dio+ #=i+2# un ;(%di#n2# d# 2#)6#(%2u(% #c% o( +# 2(%n+)i2# d# % (#;i n d# )%'o( 2#)6#(%2u(% % % d#)#no( 2#)6#(%2u(% d#*ido % con2%c2o di(#c2o #n2(# )o 9cu %+.

CONDUCCIÓN

Conducci n L#' d# F i d#2#()i % i d# 7 8 d# %


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Conducci n L#' d# Fourier d#2#()in%ci n d# 7u8o d# c% oJE+2%do #+2%cion%(ioK

C% o( di-undido6o( unid%d d#2i#)6o

Conduc2i"id%d 29()ic% JW·m -1·grado -1K c% o( @u# %2(%"i#+%#n % di(#cci n = un #+6#+o( d#

1 ) d# )%2#(i% co)ocon+#cu#nci% d# un% di-#(#nci%d# 1 ;(%do #n2(# o+ #=2(#)o+o6u#+2o+

Su6#(4ci# J m 2K+u6#(4ci# % 2(%"9+ d# %cu% 2i#n# u;%( %2(%n+)i+i n d# c% o(

G(%di#n2# d#2#)6#(%2u(%Jgrados/m K"%(i%ci n d# %2#)6#(%2u(% #ndi(#cci n indic%6o( x .

dxdT

kAQ x −=

xQ

E EMPLO 1


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Conduc2i"id%d29()ic%

(#% A

E+6#+o(C% o( 2(%n+-#(ido #n #2i#)6o t

E>EMPLO 1CONDUCCIÓN DEL CALOR JP %c% 6 %n%K

In2#;(%ci n d# % #cu%ci n d# Fou(i#(

t Q

Q =


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MECANISMOS DE TRANSFERENCIA

• CONDUCCIÓN

• CONVECCIÓN NATURAL O LI?RE FOR:ADA

• RADIACIÓN

¿Como se verifca el proceso de


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¿Como se verifca el proceso deTrans erencia de Calor porconducción?

La co!"ucci#! e$ u! %roce$o &e"ia!'eel cual (u)e calor "e$"e u!a re*i#! "eal'a 'e&%era'ura a o'ra "e +a,a'e&%era'ura- "e!'ro "e u! &e"io"e'er&i!a"o.

E! e$'o$ %roce$o$ $ie&%re $e&a!i e$'a u! (u,o co!'i!uo "e calor "ela re*i#! &a$ calie!'e a la &a$ /r0a.


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Co!"uc'i1i"a" T2r&ica

La co!"uc'i1i"a" '2r&ica "e%e!"e"e la !a'urale3a "el &a'erial e! elcual $e e$'e &a!i/e$'a!"o el %roce$o "e

'ra!$/ere!cia "e calor

4 $#li"o$ 5 4 l06ui"o$ 5 4 *a

7 BTU89: %ie ;F< = >-7?@ 7 ? 9cal89$ c&

;C


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Conduc2i"id%d#+ 29()ic%+ d# % ;uno+ )%2#(i% #+% 2#)6#(%2u(% %)*i#n2#

k

?u#no+ condu

M% o+ cond

L% conduc2i"id%d29()ic% c%)*i% con# #+2%do d# %;(#;%ci n

... 6#(o % c%6%cid%d d# 2(%n+6o(2# d# c% o( no d#6#nd# +

Material K (W·m-1·K -1)

Vapor de agua 0.025Aire 0.026Agua líquida 0.61Mercurio .!"#puma de polie#tire$o 0.0%6&apel 0.1%Vidrio 0.%5-1.%'ielo 2.2

&lomo %!Acero !5Alumi$io 20!

o re % 0

C !" 'i1i" " T2 &i " & ' i l $


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Co!"uc'i1i"a" T2r&ica "e &a'eriale$ai$la!'e$

Material Conductividad térmica K (W/m·K)Asbesto 0,151 (0 ºC) 0,1 ! ("#,!ºC) 0,1$0($","ºC)Corc%o 0,0&""Al'od n 0,055 (0 ºC) 0,0 1 ("#,!ºC) 0,0 !($","ºC)

ana de *idrio 0,0"0 (+ ,#ºC) 0,0&1& ("#,!ºC) 0,05&$ ($","ºC)

ino 0,151-ibra aislante 0,0&!Concreto 0, # .

É


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CONCUCTIVIDAD TÉRMGASESAISLANTESL QUIDOSSÓLIDOS NO MET LICOSALEACIONES MET LICASMETALES PUROSCRISTALES NO MET LICOS

AIREGAS CAR?ÓNICO

IDRÓGENO

FI?RA DE VIDRIOAS?ESTOPOLIURETANO

AGUAACEITEMERCURIO

ALIMENTOSROCASARCILLA?RONCEACERO

PLATACO?RE

IERRO

DIAMANTEGRAFITOCUAR:O


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GAS COLISIONES Y DIFUSIÓMOLECULAR

L QUIDO COLISIONES Y DIFUSIÓMOLECULAR

SÓLIDOS ..VI?RACIONES RETICUL Y

FLU>O DE ELECTRONELI?RE


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M#c%ni+)o+ d# Con"#cci n La 'ra!$/ere!cia "e Calor %or

co!1ecci#! i&%lica el 'ra!$%or'e "ecalor e! u! 1olu&e! ) la &e3cla "eele&e!'o$ &acro$co%ico$ "e %orcio!e$calie!'e$ ) /r0a$ "e u! *a$ o u! li6ui"o.

La e cie!cia "e 'ra!$/ere!cia "ecalor %or co!1ecci#! "e%e!"e+ $ica&e!'e "e la e cie!cia "el&o1i&ie!'o "el &e3cla"o "el (ui"o.

¿ Cómo se verifca el proceso de


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¿ Cómo se verifca el proceso deTrans erencia de Convección?

El calor (u)e %ri&ero %or co!"ucci#! "e$"e

la $u%er cie :acia la$ %ar'0cula$ "el (ui"o.La e!er*0a 'ra!$/eri"a $er1ir %arai!cre&e!'ar la 'e&%era'ura ) la e!er*0ai!'er!a "el (ui"o.

El &eca!i$&o "e 'ra!$/ere!cia e! el(ui"o ocurre "e$"e u!a re*i#! "e al'a'e&%era'ura :acia u!a 3o!a "e +a,a'e&%era'ura.

La e!er*0a $e al&ace!a e! la %ar'0cula$"el (ui"o ) $e 'ra!$%or'a co&ore$ul'a"o "el &o1i&ie!'o "e &a$a.


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Ti6o+ d# Con"#ccion#+

Se cla$i ca! "e acuer"o a co&o $ei!"uce el (u,o

CONVECCION FORJADA

CONVECCION LIBRE ONATURAL

( d


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Con"#cci n Fo( %d%

Ocurre cua!"o $e ali&e!'a u! (u,o"e (ui"o $o+re u!a $u%er cie $#li"a-%or &e"io "e u!a +o&+a o u!1e!'ila"or.

Cua!"o el &o1i&ie!'o "e&e3cla"o e$ i!"uci"o %or al*K! a*e!'ee 'er!o.E,e&%lo Seca"o

E6 i% $ " S "


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E6ui%o$ "e Seca"o

CAMARA DE SECADO


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CAMARA DE SECADO

CONVECCIÓN


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• L% con"#cci n #+ un-#n )#no d# 2(%n+6o(2#J)%2#(i% ' #n#(;


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L#' d# #n-(i%)i#n2o d# N# 2on

T#)6#(%2u(% +u6#(4ci% T#)6#(%2u(% d# 7uido

Co#4ci#n2# d#con"#cci n

Su6#(4ci# d#in2#(c%)*io

T+u6#(4ci%

T 7uido i*(# C%6%


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V% o(#+ 2


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RADIACIÓN


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Su6#(4ci# e&i$i1i"a" A+$or'i1i"a" - %'e&%era'ura T $.

G E Q co!1 Ga$ a T co!:

Le) "e S'e/a! Bol'3&a!!. El l0&i'e$u%erior "e la %o'e!cia e&i$i1a E

= .@ 7 9w8& 4< C'e S B

7

G \ I((%di%ci n (%di%ci n inciG%*+ ]G ^ _ ] _ 1

Ai(# % T̀ ' / Q ( Qcon"

T+

Su6#(-ici# G(i+ ] aR%di%ci n #n2(# un% +u6#(4ci# '

% (#d#do(#+)u' %)6 io+.

G bT&% (Q ( abJT&+ T&% (K

Con+id#(%ndo (%di%ci n ' con"#cci

RADIACIÓN

La $u%er cie co! E +- cuer%o!e ro

! sb T E σ =

! sT E εσ =

()( ! s sr conv TT AT T hAQQQ −+−=+= ∞•••

εσ

FORMA ESPECIAL DE ECUACI N


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FORMA ESPECIAL DE ECUACI N

Si +# #+2% con+id#(%ndo % (%di%ci n #n2(# do+ +u6#(4ci#di-#(#n2#

2#)6#(%2u(%. E 6i+o % T+ ' % (#d#do(#+ % T% (. S# #+25con+id#(%ndo %

di-#(#nci% d# #n#(;


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T%* % 1.$ E)i+i id%d#+ d# % ;uno+ )%2#(i% #+ %

material emisividad material emisividad

Hoja de Aluminio

0.07 Aluminioanodizado

0.82

Cobrepulido

0.03 Oro pulido 0.03

Plata pulida 0.02 A ero ino!pulido

0."7

Pinturane#ra

0.$8 Pinturablan a

0.$0

Papelblan o

0.$2-0.$7 Pavimentode as%alto

0.8&-0.$3

'adrillo rojo 0.$3-0.$( Piel

)umana

0.$&

madera 0.82-0.$2 suelo 0.$3-0.$(

a#ua 0.$( ve#eta i*n 0.$2-0.$(


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Documents

Clases Calor 1 Feb. 27