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ECUACIÓN DE CONDUCCIÓN DE
CALOR
Por: Ing. Luis L. López Taborda
Introducción
Entre las características de la conducción de calor: cantidad y dirección;
unidireccional o múltiples direcciones; se puede expresar en diferentes
coordenadas: rectangulares, cilíndricas y esféricas; depende del material;
puede depender del tiempo transcurrido (estado transitorio) o no depender
del tiempo (estado estable);
[1] ÇENGEL, Yunus, Transferencia de calor y de masa, un enfoque práctico, Tercera edición, Editorial McGraw-Hill, México, 2007
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[1] ÇENGEL, Yunus, Transferencia de calor y de masa, un enfoque práctico, Tercera edición, Editorial McGraw-Hill, México, 2007
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Ecuación de calor: La Ley de Fourier expresa que el flujo de calor en una dirección es
directamente proporcional: Al gradiente de temperatura en esa dirección, a la
conductividad del material, y al área normal a la dirección del flujo. También se da el
caso de flujo en múltiples direcciones, que en coordenadas rectangulares se puede
descomponer en un flujo por cada componentes x, y, z, con las areas y
conductividades termicas en la diferentes direcciones (en caso de ser anisotropico y
no isotropico)
[1] ÇENGEL, Yunus, Transferencia de calor y de masa, un enfoque práctico, Tercera edición, Editorial McGraw-Hill, México, 2007
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Generación de calor: Se puede dar ejemplos como la conversión de energía eléctrica de las
resistencias eléctricas, en un flujo de calor generado que sucede en una estufa, o
el fenómeno de absorción de luz solar por un cuerpo de agua.
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Conducción de calor en una dirección
Ecuación de conducción de calor en una
pared grande
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Ecuación de conducción de calor en un cilindro largo
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Ecuación de conducción de calor en una esfera
Ecuación de conducción de calor combinada
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Ecuación general de conducción de calor
Coordenadas rectangulares
[1] ÇENGEL, Yunus, Transferencia de calor y de masa, un enfoque práctico, Tercera edición, Editorial McGraw-Hill, México, 2007
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Coordenadas cilíndricas
Coordenadas esféricas
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Condiciones de frontera e Iniciales
[1] ÇENGEL, Yunus, Transferencia de calor y de masa, un enfoque práctico, Tercera edición, Editorial McGraw-Hill, México, 2007
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Temperatura especifica en la frontera
Flujo de calor especifico en la frontera
Casos específicos de flujo de calor en la frontera
Frontera aislada
Simetría térmica
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Condición de frontera convectiva
Condición de frontera de radiación
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Condición de frontera en la interface
Condición de frontera generalizadas
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Solución de problemas de conducción de calor en una dimensión en estado
estable
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[1] ÇENGEL, Yunus, Transferencia de calor y de masa, un enfoque práctico, Tercera edición, Editorial McGraw-Hill, México, 2007
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Generación de calor en solidos
Generación con convención en la frontera
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Máxima temperatura en solidos simétricos con Generación de calor
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Conductividad variable
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Referencias
[1] ÇENGEL, Yunus, Transferencia de calor y de masa, un enfoque práctico, Tercera
edición, Editorial McGraw-Hill, México, 2007.