TRANFERENCIA DE CALOR.

UNIDAD II: CONDUCCIÓN EN ESTADO TRANSITORIO.

INGENIERIA ELECTROMECANICA

2.-CONDUCCION EN ESTADO TRANSITORIO

Introducción
Ese tipo de problemas no estables o transitorios, normalmente surgen cuando cambian las condiciones de frontera de un sistema. Por ejemplo, si se altera la temperatura superficial de un sistema, la temperatura en cada punto del sistema también comenzara a cambiar. Los cambios continuaran ocurriendo hasta que se alcance una distribución de temperaturas de estado estable. El estado transitorio se da cuando comenzamos a calentar algo, al empezar a calentarse el objeto emite calor por radiación y convección, lo cual produce que la temperatura aumente y disminuya, hasta que toma una …ver más…

Una solución exacta a este problema ya se obtuvo y es la forma:

Donde y el coeficiente es:

Y los valores característicos (eigenvalres) de son las raíces positivas de la ecuación trascendente :

Transferencia total de energía
En muchas situaciones es útil conocer la energía total que disminuye en la pared en cualquier tiempo t en el proceso transitorio. El requerimiento de conservación de la energía, ecuación , se aplica al intervalo de tiempo limitado por la condición inicial ( t = 0 ) y cualquier tiempo t > 0 :

Al igualar la energía que se transfiere desde la parte y se sigue que ó

Donde la integración se lleva a cabo sobre el volumen de la pared. Es conveniente que las dimensiones a este resultado mediante la introducción de la cantidad:

Que se interpreta como la energía interna inicial de la pared relativa a latemperatura del flujo. También es la cantidad máxima de transferencia de energíaque podría ocurrir si el proceso continuara al tiempo Por lo tanto al suponer propiedades constantes, la razón de la energía total transferida de la pared en elintervalo de tiempo t a la transferencia máxima posible es:

Al emplear la forma aproximada dela distribución de temperaturas para la paredplana, la integración que establece la ecuación se ejecuta para obtener:

2.3.-Sistemas radiales
Para un cilindro infinito o una esfera de radio, que esta a una temperatura inicia uniforme y experimenta un cambio en