Fundamentos de la Transferencia de Calor y Termodinámica Técnica

Mecanismos de Transmisión de Calor

• Conducción: Mecanismo de transmisión de calor que se da a través de los sólidos.
• Convección: Mecanismo de transmisión de calor que se da entre un sólido y un fluido.
• Radiación: Mecanismo de transmisión de calor que se da entre superficies o el vacío.

Propiedades y Coeficientes Térmicos

• Conductividad térmica (λ): Propiedad de los sólidos que indica su mejor o peor capacidad para conducir el calor por su interior. Es función de la temperatura del material. A mayor conductividad térmica, mejor conductor del calor y viceversa. Se mide en W/m·K.
• Coeficiente de convección (α): Propiedad de los fluidos que indica su mejor o peor capacidad para transmitir calor por convección. Depende de la orientación y geometría del sólido, la naturaleza del fluido y el tipo de convección. Se mide en W/m²·K.

Tipos de Convección y Superficies Extendidas

• Convección natural: Se da cuando el fluido está en reposo. El valor de (α) es bajo.
• Convección forzada: Se da cuando el fluido está en movimiento (mediante una bomba o ventilador). El valor de (α) es alto.
• Aleta: Sección delgada que sobresale de una superficie de base. Se utiliza para mejorar la transmisión de calor por convección entre esa base y el fluido que la rodea.

Radiación y Propiedades de Superficie

• Emisividad superficial: Proporción de radiación térmica que emite una superficie debido a su temperatura. Su valor está comprendido entre 0 y 1.
• Cuerpo negro: Es un cuerpo físico ideal que absorbe toda la energía radiante incidente, sin importar la frecuencia o el ángulo de incidencia.
• Cuerpo gris: Cuerpo que absorbe o emite una fracción de la energía equivalente al cuerpo negro, denominada emisividad.

Intercambiadores de Calor y Coeficientes Globales

• Coeficiente global de transmisión de calor: Es la inversa de la suma de las resistencias térmicas, considerando el área de transmisión unidad: K = 1 / ∑R.
• Intercambiador de calor: Máquina térmica destinada al intercambio de calor entre dos fluidos a través de una pared.
• Fluido primario: En un intercambiador, es el fluido caliente.
• Fluido secundario: En un intercambiador, es el fluido frío.

Configuraciones de Flujo en Intercambiadores

• Equicorriente: En un intercambiador, los dos fluidos circulan en el mismo sentido.
• Contracorriente: En un intercambiador, los dos fluidos circulan en sentido contrario.