Principío de la transferencia de calor: ECUACIÓN DE LA CONDUCCIÓN DE CALOR

Aún cuando la transferencia de calor y la temperatura están íntimamente relacionadas, son de naturaleza diferente. A diferencia de la temperatura, la transferencia de calor tiene dirección así como magnitud y, por lo tanto, es una cantidad vectorial y tiene una o mas dimensiones (x,y,z), si se escoge como incógnita al tiempo, la notación es:

T(x, y, z, t)

Ejemplo:

La conducción de calor se produce:

Unidimensional
Bidimensional
Tridimensional

Ejemplo:

Los problemas de transferencia de calor se clasifican en los siguientes regímenes:

1. RÉGIMEN ESTACIONARIO

Los valores de las fronteras son constantes y no varían en el tiempo.

2. RÉGIMEN TRANSITORIO

Los valores de las fronteras no son constantes y pueden varían en el tiempo.

Transferencia de calor multidimensional:

UNIDIMENSIONAL

Si la variación de temperatura es despreciable en 2 ejes.

BIDIMENSIONAL

Si la variación de temperatura es despreciable en 1 eje.

TRIDIMENSIONAL

Si la variación de temperatura no es despreciable en ninguno de los 3 eje.

Generación de calor:

En un medio a través del cual se transfiere calor puede tenerse la conversión de energíamecánica, eléctrica, nuclear o química en calor (o energía térmica). En el análisis de la conducción de calor, esos procesos de conversión son caracterizados como generación de calor (o de energía térmica), la velocidad de generación de calor esta dada por unidad de volumen y sus unidades son :

W/m*s

Ejemplo:

GENERACIÓN DE CALOR EN TRANSFERENCIA DE CALOR UNIDIMENSIONALES

GENERACIÓN DE CALOR EN TRANSFERENCIA DE CALOR BI Y TRIDIMENSIONALES

Ecuación de conducción de calor unidimensional para pared plana.

Balance de energía:

Dado que el área A es constante para una pared plana, la ecuación unidimensional de conducción de calor en régimen transitorio en una pared de ese tipo queda