Operaciones Básicas/Operaciones con transferencia de energía 5

La transmisión de energía es de gran importancia en la industria en multitud de procesos (hornos, secaderos, pérdidas...). Y puede transferirse, dependiendo de las fases implicadas y de sus condiciones, de acuerdo a uno o varios mecanismos simultáneamente.

Para más información, véase el artículo «Energía» en Wikipedia.

Para más información, véase el artículo «Calor» en Wikipedia.

Para más información sobre el correcto uso del término, lee los artículos de la wikipedia que te proponemos a la izquierda.

atención

Siempre que existe una diferencia de temperaturas entre dos partes del sistema existirá transmisión de energía en alguna de las tres formas.

Por CONDUCCIÓN.- Por contacto entre fases sin velocidad relativa. Dos mecanismos:

- Interacción molecular (moléculas en reposo de sólidos, líquidos y gases). Moléculas con mayor energía la ceden a las adyacentes.

- Electrones libres (sólidos metálicos). Los electrones libres favorecen la transmisión de calor.

Por CONVECCIÓN.- Movimiento de un fluido transmisor. Dos mecanismos:

- Convección forzada. Se fuerza al fluido a circular.

- Convección natural. Los cambios de densidad del fluido debido al calor provocan su movimiento.

Por RADIACIÓN.- En forma de ondas electromagnéticas, susceptible de ser parcialmente reflejado, transmitido o absorbido. Sólo la fracción absorbida se manifiesta en forma de aumento de temperatura en el cuerpo. No necesita medio material de propagación.

Consideraciones previas

Ecuación general: Ley de Fourier

$Q=U\cdot A\cdot \Delta T$ ${\begin{Bmatrix}Q&{\mbox{calor por unidad de tiempo}}&W\\A&{\mbox{area disponible de transmision}}&m^{2}\\\Delta T&{\mbox{dif. de temperaturas}}&K{\mbox{ o }}^{0}C\\U&{\mbox{coef. global de transmision}}&W/m^{2}K\end{Bmatrix}}$

(5.1)

$U$ depende del mecanismo de transmisión, de la geometría y de las propiedades materiales.

Mecanismos de transmisión más frecuente según el tipo de fase:

- Sólidos Conducción y radiación.

- Líquidos Conducción, aunque si se generan corrientes convección (y radiación).

- Gases Convección (suelen ser transparentes a la radiación)

Otras fuentes

Existe un wikilibro que puede servir de fuente en inglés Heat Transfer