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ESCUELA DE INGENIERA MECNICA, UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER
LABORATORIO DE SISTEMAS TRMICOS GRUPO D1 SUBGRUPO 07
24 DE JULIO DEL 2014, I SEMESTRE ACADMICO DE 2014 LABORATORIO 3: ESTADO TRANSITORIO J!"#$#" V%&&#'!"# 2080479 C#(&!) G#&*%) 2083029 C#(&!) A+!)$# 2073587 A",(-) M!"$#.# 2083031 J#%(! M#$/0) 2073029 C(%)$%#" A(,%&# 2093096 MARCO TE1RICO C!",0++%2" $(#")%$!(%# ,/ +#&!(: Es la variacin de calor en funcin del tiempo. El periodo en el cual ocurre esta variacin es llamado el periodo transitorio, es decir, aquel periodo que se requiere para alcanzar las condiciones en las cuales el cuerpo alcanza un estado estacionario. En la conduccin de calor en estado transitorio, el perfil de temperatura depender espec!ficamente tanto de la "eometr!a del cuerpo como del tiempo en el que transcurre el proceso. #ependiendo del pro$lema que se este tratando, se podr considerar o no la "eometr!a como factor influ%ente en el clculo. E+0#+%2" ,/ +!",0++%2" ,/ +#&!( 0"%,%3/")%!"#& 4#(# (-5%3/" $(#")%$!(%! )%" 5/"/(#+%2" ,/ +#&!(6 S%)$/3#) +!"+/"$(#,!)& En el anlisis de transferencia de calor, se o$serva que al"unos cuerpos se comportan como sistemas concentrados, en los cuales la temperatura interior permanece uniforme en todo momento durante un proceso de transferencia de calor. 'a temperatura de esos cuerpos se puede tomar solo como una funcin del tiempo ( )t*. Esto proporciona una "ran simplificacin en cierto tipo de pro$lemas de transferencia de calor sin muc+o sacrificio de e,actitud. 'as ecuaciones caracter!sticas son&
V/&!+%,#, ,/ $(#")7/(/"+%# ,/ +#&!( 4!( +!"*/++%2" C#"$%,#, $!$#& ,/ $(#")7/(/"+%# ,/ +#&!( /"$(/ /& +0/(4! 8 /& 3/,%! +%(+0",#"$/ 1 Copyright 2014 by ASME C#"$%,#, 39:%3# ,/ +#&!( ;0/ )/ !'$%/"/ +0#",! /& +0/(4! #&+#"<# &# $/34/(#$0(# ,/& 3/,%! ;0/ &! (!,/# A"9&%)%) ,/ +!",0++%2" $(#")%$!(%# +!")%,/(#",! /7/+$!) /)4/+%#&/): El anlisis de transferencia de calor de sistemas concentrados la variacin de la temperatura dentro del cuerpo se desprecia$a- es decir qu. e los cuerpos permanec!an casi isot.rmicos durante un proceso. /in em$ar"o, en "eneral, la temperatura de un cuerpo cam$iara de punto a punto as! como de tiempo en tiempo. 0or esta razn % para reducir la comple1idad de las ecuaciones constitutiva se procede a adimencionalizar una serie de parmetros de donde salen n2meros adimensionales como el n2mero de $iot % el n2mero de 3ourier, entre otros. D%70)%*%,#, T-(3%+#: Es un !ndice que e,presa la velocidad de cam$io, % flu1o de temperaturas, en un material +asta que alcanza el equili$rio t.rmico. 4ide la capacidad de un material para conducir ener"!a t.rmica en relacin con su capacidad para almacenar ener"!a t.rmica N=3/(! ,/ B%!$: El n2mero de 5iot es un parmetro adimensional que representa la relacin entre la resistencia interna )conduccin* % la resistencia e,terna )conveccin* es un numero adimensional que nos dice que tan e,acto es el anlisis de sistemas concentrados- entre ms "rande sea el n2mero de $iot ms e,acto ser el anlisis. N=3/(! ,/ >!0(%/(: Es una medida adimensional del tiempo que relaciona la velocidad de conduccin de calor % la velocidad de almaceamieto de la eerg!a e el iterior del c"erpo# Se de$ie como% E dode% & ' e( la di$"(ividad t)rmica# & t e( el tiempo caracter!(tico# &* e( la logit"d a trav)( de la +"e la cod"cci, de calor oc"rre# Nmero de Reynolds% El -mero de .eyold( relacioa la de(idad/ vi(co(idad/ velocidad y dime(i, t!pica de " $l"0o e "a e1pre(i, adime(ioal/ +"e iterviee e "mero(o( problema( de di2mica de $l"ido(# 3icho -mero o combiaci, adime(ioal aparece e m"cho( ca(o( relacioado co el hecho de +"e el $l"0o p"eda co(iderar(e lamiar 4-mero de .eyold( pe+"e5o6 o t"rb"leto 4-mero de .eyold( grade6# Nmero de Prandlt: co(iderado como " -mero adime(ioal/ +"e va e proporci, al cociete etre la di$"(ividad de mometo/ coocida como vi(co(idad y la di$"(ividad t)rmica# E(te -mero recibe (" ombre e hoor a *"d7ig 8radlt/ 8roporcioa "a medida de la e$ectividad relativa del tra(porte de mometo y eerg!a por di$"(i, e la( capa( l!mite hidrodi2mica y t)rmica Se ec"etra de$iido por la (ig"iete $orm"la% B%'&%!5(#7%# http://materias.f.uba.ar/6731/TRANSIT O.pdf http://editorial.dca.ulpc.es/ftp/ambie !te/a!tesol/T"SIS/cap3.pdf http://###.up$.es/e!tidades/%TRA/i!fo #eb/dtra/i!fo/&'()661*.pdf 2 Copyright 2014 by ASME 6 7 89): ,; p * 0r 7 9 + 6 7 )< , ; p *98 3 Copyright 2014 by ASME