Transferencia de calor en paredes compuestas y paredes circulares.

Paredes compuestas.

Se estudiara y analizara la transferencia de calor en paredes compuestas, es decir, en placas sucesivas de distintos materiales, siendo así una pared plana compuesta por tres distintos materiales.

Para el estudio de la trasferencia calor sera necesario el uso de coordenadas cartesianas para una mejor representación gráfica.

En el anterior diagrama se muestra el análisis ya antes mencionado, en el cual dichas paredes cuentan con sus respectivas conductividades caloríficas, las diferentes de temperaturas entre cada una de las superficies, así como la distancia a la que se encuentran cada una de estas. En este mismo diagrama se puede observar el perfil de calor en función de x, y como es este mismo perfil de calor tiene una pendiente constante, es decir, el flux es constante.

Realizando un balance de energía a una placa de volumen WHdx, para la conducción de calor a lo largo de la primera sección de la pared compuesta, se obtiene:

Consecuentemente...

Integrando para el calculo del perfil de temperaturas...

Sabiendo que en las fronteras: Ta-To= qo/ho y T3-To=qo/h3 y sumando las ecuaciones...

Paredes cilíndricas.

Haciendo uso de un modelo cilíndrico y sabiendo que tanto el radio como el volumen de dicho modelo sera diferente al ya antes mostrado, cambiara el balance de energía.

Sabiendo que el ahora el volumen sera 2πrL∆r, se realizara el balance de energía para la primera regio del modelo cilíndrico...

Así como para las regiones 1-2 y 2-3...

 Tal y como se realizo en el modelo anterior, el procedimiento se repitió para los tres materiales, posteriormente se integran para la obtención del perfil de temperatura y se sumaran las ecuaciones para obtener una ecuación la cual describa el flujo y el flux en este modelo.

Sabiendo que el flujo es tan solo el flux multiplicado por el área del modelo utilizado.

• Semejanzas:
• Se realizaron balances de energía para ambos modelos.
• El flux se considera constante.
• No hay generación.

• Diferencias:
• La expresión de energía cambio con respecto al volumen de los distintos modelos.

      Publicado por: Pastrana Sánchez Enrique.