CONDUCCIÓN EN RÉGIMEN TRANSITORIO

CONDUCCIÓN EN RÉGIMEN TRANSITORIO

1. EN SÓLIDOS SEMIINFINITOS

   • lo único que se interesa es en la variación de la temperatura en la región cercana a una de sus superficies, , la temperatura en la región central de la pared permanece inalterada.
     • SIN CONTACTO EXTERIOR
       • La profundidad del sólido es grande (x → ∞) en comparación con la profundidad hasta la que penetra el calor; estos fenómenos pueden expresarse a la manera de una condición de frontera, como T(x → ∞, t) = Ti .
         • combinar las dos variables independientes x y t en una sola variable h. Para la conducción transitoria en un medio semiinfinito, se define como n.
           • ecuacion
             • Caso 1: Temperatura especificada de la superficie, Ts = constante
               • la temperatura de la superficie permanece constante en el valor especificado de Ts, y aumenta en forma gradual dentro del medio, conforme el calor penetra a mayor profundidad. , la rapidez de la transferencia de calor hacia dentro del sólido disminuyen con el tiempo.
             • Caso 2: Flujo especificado de calor en la superficie, = constante
               • Se suministra calor al sólido en forma continua; de este modo, la temperatura dentro del mismo, incluida la superficie, aumenta con el tiempo.
             • Caso 3: Convección sobre la superficie, (t) = h[T∞ – T(0, t)].
               • La temperatura T∞ del fluido circundante es la más alta a la que puede llegar la del cuerpo sólido.
             • Caso 4: Pulso de energía en la superficie, es = constante.
               • la superficie se expone a una ráfaga instantánea de suministro de calor en el instante t=0, y a continuación se cubre con un aislamiento. El resultado es una elevación instantánea en la temperatura de la superficie, seguida por una caída conforme el calor es conducido a mayor profundidad dentro del sólido.
     • CONTACTO ENTRE DOS SÓLIDOS DEMIIDEFINIDOS
       • • la temperatura de la interfase de dos cuerpos que se ponen en contacto es dominada por el cuerpo con el krcp más grande.
           • ecuación

2. SISTEMAS MULTIDIMENSIONALES

   • T(r,x,t)
     • Se pueden usar las soluciones analíticas unidimensionales con el fin de determinar la distribución de temperatura y la transferencia de calor en problemas bidimensionales de conducción de calor por medio de un procedimiento llamado solución producto.
       • Por ejemplo, la solución para el cilindro corto bidimensional de altura a y radio ro es igual al producto de las soluciones sin dimensiones para la pared plana unidimensional de espesor a y el cilindro largo de radio ro.
         • También se puede aplicar una forma modificada de la solución producto para determinar la transferencia de calor total hacia una configuración geométrica multidimensional o desde ésta, en régimen transitorio, utilizando los valores unidimensionales

3. Numero de Biot

   • Relación entre la conducción y convección en un cuerpo
     • Bi ≤ 0.1
       • Sistemas concentrados
         • Mayormente en cuerpos peueños con alta conductividad Su temperatura se considera uniformes con respecto a la posición X, Y, Z o θ, y varia en el tiempo T(t)
           • Transferencia de calor en dt = Incremento en la energía del cuerpo en dt
             • Temperatura T(t) de cuerpo en relación al tiempo
               • Con
                 • b rapidez de variación de T
           • Razón de transferencia de calor por convección
           • Cantidad de transferencia de calor en t determinado
           • Transferencia máxima (T∞=Ti)
           • Condiciones
             • Bi es el mas bajo posible
             • Medio ambiente mal conductor
             • Cuerpo altamente conductor
     • Bi > 0.1
       • Régimen transitorio
         • Efecto espacial
           • La temperatura en el cuerpo depende del punto en que se analiza
             • Como un Rosbif
         • Modelos
           • Esferas
           • Cilindro largo
           • Paredes grande
         • Terminos adimensionales
           • Temperatura
           • Distancia desde cero
           • Coeficiente de transferencia de calor (numero de Biot)
           • Tiempo adimensional
         • Simétricos respecto a
           • Línea central
           • Plano central
             • • Transferencia de calor desde el centro hacia los bordes hasta llegar al equilibrio con el ambiente T∞=Ti
                 • Aproximación unidimensional con -L≤X≤0 = L≤X≤0
                   • Condiciones
                     • De frontera
                     • Iniciales
           • Punto central
         • Suposiciones
           • Propiedades termofísicas constantes en tiempo
           • No hay generacion de calor
           • Numero de Fourier es ?>0.2
           • Temperatura inicial uniforme y coeficiente constante de conveccion

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