Conducción Térmica Transitoria Notas

Modulo 1: Análisis de Sistema Lumped

El concepto de conducción térmica transitoria se basa en la idea de que la temperatura varía con el tiempo y la posición. Sin embargo, en ciertos casos, se puede realizar una simplificación con el análisis de sistema lumped, donde se asume que la temperatura dentro de un cuerpo se mantiene casi uniforme durante el proceso de transferencia de calor.

• Parámetros: Identificación de masa (m), volumen (V), área de superficie (A), densidad (ρ) y calor específico (Cp) de un objeto.
• Balance de energía: Considerando un cuerpo con temperatura inicial uniforme T_i expuesto a un medio circundante a temperatura T_∞ (donde T_∞ > T_i) a través de convección.
• Formula: La energía ganada por el cuerpo puede expresarse como Q° = hA(T∞ - T).

Así, se representa el aumento de energía en el cuerpo como mCp dT.

Modulo 2: Transferencia de Energía y Ecuaciones Diferenciales

La conducción térmica transitoria aborda los cambios en el calor dentro de un medio a lo largo del tiempo y la posición. A diferencia de los sistemas lumped, este enfoque implica cálculos más complejos y modelado matemático. Las mecanismos de transferencia de calor principales son la conducción, convección y radiación.

• Supuestos: Se consideran propiedades constantes y transferencia de calor unidimensional.
• Fundamento Matemático: Se utiliza una forma de la ecuación diferencial parcial (PDE) para analizar la conducción térmica transitoria.

La ecuación de conducción transitoria para un cuerpo unidimensional es ∂T/∂t = α∂²T/∂x², donde α = k/ρCp es la difusividad térmica.

Modulo 3: Fundamentos de Conducción Térmica

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