En
qué se diferencia la temperatura de la transferencia de calor. Resulta que la temperatura (T) es una magnitud; mientras que la transferencia
de calor resulta ser un vector,
nosotros al referirnos como un vector estamos diciendo que posee una magnitud
y una dirección.
La
conducción de calor puede ocurrir en varias dimensiones como son las
coordenadas x, y, z pero al referirnos conducción entra un nueva variable
que sería el tiempo por lo tanto quedaría expresado de la siguiente manera:
T=
T (x, y, z, t)
La
especificación de la temperatura en un punto medio requiere una determinación
de la ubicación de ese punto. Para ello nosotros elegimos un sistema adecuado de coordenadas como
son las rectangulares, cilíndricas o esféricas.
La
transferencia de calor a menudo se clasifica como 2 tipos de estados los cuales
son para un régimen estacionario o estable y para un régimen transitorio
o no
estable.
Para
un régimen
estacionario los estados no cambian con el tiempo, es decir, que las
fronteras no cambian.
Pero
para un régimen transitorio los estados cambian con el tiempo, es decir,
que las fronteras cambian.
Pero
las mayorías de los problemas que se presentan en la transferencia de calor en
las prácticas son de régimen transitorio,
pero para su mejor estudio se los analiza bajo condiciones estacionarios.
Los
problemas de transferencia de calor también se clasifican como unidimensionales, bidimensionales o tridimensionales.
Se
dice que un problema de transferencia de calor es unidimensional si la temperatura
en el medio varía en una sola dirección y, por tanto, el calor se transfiere en
esa misma dirección; al mismo tiempo, la variación de temperatura y, como
consecuencia, la transferencia de calor en otras direcciones es despreciable o
cero.
Es
bidimensional
cuando la temperatura en un medio varía principalmente en dos direcciones
primarias y la variación de la temperatura en la tercera dirección es
despreciable.
Es
tridimensional
cuando la temperatura varía a lo largo de las tres direcciones primarias dentro
del medio durante el proceso de la transferencia de calor.
Generación de calor.
Supongamos
el siguiente ejemplo: ´´ En nuestros hogares poseemos una estufa eléctrica
nosotros con ayuda de las perillas encendemos una de ellas, nosotros al girar
la perilla podremos observar que uno de los quemadores se pondrán de un color
de un rojo intenso lo cual quiere decir que estamos generando calor, pero este
calor generado es por la acción de las bobinas
como resultado de la conversión de la energía eléctrica en calor.´´ Con
este ejemplo claro vamos a definir nuestro concepto.
Se
denomina generación de calor a un medio a través se transfiere calor por
la conversión de los diferentes tipo de energía
que intervengan.
La
generación de calor es un fenómeno volumétrico por lo cual
ocurre en todo el medio y la velocidad de generación de calor esta por unidades
de volumen y se lo representa de la siguiente manera:
Para
el caso de que sean bidimensionales
o tridimensionales se utilizara la
siguiente forma que es:
.Pero
en el caso de que sea unidimensional
Ecuación unidimensional del calor para una pared plana.
Considere la conducción de calor a través de una pared plana grande, como la de una casa, el vidrio de una ventana de una sola hoja, la placa metálica de la base de una plancha, la conducción de calor en estas y muchas otras configuraciones geométricas se puede considerar unidimensional, ya que la conducción a través de ellas será dominante en una dirección y despreciable en las demás.
Les dejare un link para mayor detalle de las ecuaciones encontradas para una pared plana.
