Transferencia de energía y metalurgia

Estado no estacionario (con gradientes)  Ecuación de difusión : describe la conducción de calor en estado no estacionario, cuando no hay fuentes internas de generación de calor. Para que esta ecuación pueda ser aplicada se necesita fijar dos parámetros que son la geometría del sistema y las condiciones a la frontera iniciales. El enfriamiento del sistema se puede representar por diferentes dimensiones en un simulador térmico, las zonas con un color más “cálido” representa la mayor concentración de temperatura (rojo, naranja, amarillo) y las zonas con un color más “templado” es por donde se libera la energía calorífica teniendo esta una menor temperatura que las zonas cálidas: Este caso es para solidos con una geometría definida (solido finito) pero en la mayoría de lo solidos que se trabajan tienen una geometría indefinida o abstracta (solido semi-infinito). Por ejemplo: A pesar de no tener las mismas dimensiones se utiliz...

    Para poder resolver problemas de esta naturaleza es necesario identificar cada situación en particular, el siguiente diagrama muestra cómo es posible analizar cada una de las situaciones y como plantear un solución.  Para complementar,en el siguiente video se muestra un breve resumen de  cómo se llega a la ecuación de transferencia de calor en estado estable

Estado no estacionario  En algunas ocasiones la transferencia de calor implica un cambio en la temperatura de los materiales con el tiempo, es decir qué ahora la temperatura “T” dependerá no solamente de la posición “x”, si no que ahora del tiempo “t”. Hemos visto que un proceso se considera como estacionario cuando todas las variables del proceso T,P,F, Xi, son independientes del tiempo. Por lo tanto, si una de las variables del proceso depende del tiempo, el proceso es no estacionario. Lo que diría que el término d acumulación en la ecuación de balance de energía no es nulo. El balance de energía se puede aplicar a diferentes escalas. Por ejemplo, a nivel molecular, microscopio o bien a nivel macroscópico. Este último nivel es el que nos interesa estudiarlo, y consiste en considerar una unidad de proceso como un sistema homogéneo. En otras palabras, las temperaturas, presiones, densidades, ….., etc., No depende de la posición dentro del equipo. La cantidad de calor ...

Paredes compuestas El estudio de dos sistemas diferentes para la transferencia de calor en este caso son uno rectangular y uno con coordenadas cilíndricas las cuales se tendrá que considerar las capas por las que este compuesto cada uno de estos sistemas de trabajo y tomando en cuenta que las fronteras están en contacto con un fluido. Conocer las ecuaciones que describan el comportamiento del sistema es esencial para saber las variables existentes por las cuales se puede modificar las transferencia. En ambos casos se trata de un fenómeno de conducción efectuando un balance de energía. Rectangular: Para un sistema rectangular de este tipo es importante notar que en cada capa del sistema se tiene un valor diferente para un ∆T° ya que depende de la posición en la que se encuentre. Tomando en cuenta que la energía se libera hay un decaimiento en la notación numérica de la T° a medida que se acerca a la frontera  To-T1 = -qo (Xo-X1/K01) Circular: ...

Como se dijo en la semana 1 existen tres elementos que conforman a una ecuación de transporte. siendo uno de ellos una constante llamada K, μ, ó ρ. ¿Qué es una constante bajo estos parámetros? En teoría es un valor de proporcionalidad que "no varía". Siendo esto una verdad a medias ya que si hay manera en que una constante K tenga valores distintos, las razones por las cuales se da esto son: La cantidad trasportada depende del tipo de material Para un mismo material, varia con la temperatura Ejemplo de la variación de K con el tipo de material Ejemplo de la variación de K en relación a la temperatura Ahora bien, necesitamos pensar más en cómo es que se lleva a cabo la transferencia de la energía dentro del sistema. Siendo que se mueve por arrastre acarreado por las partículas. Podemos llegar a la conclusión de que el coeficiente de transporte depende de la facilidad con que las partículas se mueven en el medio. Lo que ...

El presente blog tiene como finalidad ser una pequeña guía didáctica para comprender los fenómenos de transporte de energía y más. ¿Qué es la energía? Esa es una pregunta un tanto compleja debido a que, dependiendo el puntos de vista tiene respuestas diferentes.Sin embargo podríamos definirla como una propiedad intrínseca y abstracta.  A partir de esta propiedad podemos generar movimiento,cambio,trabajo y esto podemos cuantificarlo. En la actualidad la forma en como necesitamos energía para realizar nuestras actividades cotidianas (desde calentar una taza de café,encender una lámpara calentar el agua con la que nos duchamos,etc) es de vital importancia  debido a que se necesitan encontrar nuevas formas mas eficientes , económicas y eco-sustentable  para poder hacerlo. Y es aquí  en donde la comprensión,estudio y aplicación de los fenómenos de transferencia de energía son herramientas necesarias para lograr cubrir las necesidades en cuanto a materia energéti...