Análisis de ingeniería a un sistema de calefacción mediante aceite ...

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Donde m& [kg/s] es la velocidad de flujo de masa, h [J/kg] es la entalpía específica,
V [m/s] es la velocidad, g [m/s 2 ] es la aceleración de gravedad, z es la altura [m], Q & [W]
es la transferencia de calor y W & [W] es la velocidad a la que se realiza trabajo externo
al sistema. Según la convención de signos, el trabajo externo realizado sobre el
sistema, es positivo.
En muchos dispositivos para transferencia de calor no se realiza trabajo externo,
y las variaciones de energía cinética y potencial son despreciables; en estos casos la
ecuación se reduce a:
m & Δ h = Q&
(3.3)
Esta ecuación es el punto de partida usual para el análisis de la transferencia de
calor de sistemas abiertos en estado estacionario.
La segunda ley de la termodinámica dice que, si dos objetos a la temperaturas T 1
y T 2 están en contacto, y si T 1 > T 2 , el calor fluirá espontánea e irreversiblemente del
objeto 1 al objeto 2. A este flujo de calor también se le asocia un incremento de
entropía. A medida que T 2 tiende a T 1 , el proceso tiende a ser irreversible y al mismo
tiempo la velocidad de transferencia de calor tiende a cero. Todos los procesos de
transferencia de calor que se ocupan en ingeniería son irreversibles y generan entropía.
Con la creciente conciencia de la necesidad de cuidar las fuentes de energía y de
reaprovechar al máximo la energía generada, el uso eficaz de la energía disponible se
esta convirtiendo en un elemento importante para el diseño térmico. Así, el ingeniero
debe estar al tanto de los procesos irreversibles que tendrán lugar en el sistema que
este desarrollando y entender que el diseño óptimo es aquel que minimice la
generación de entropía a causa de la transferencia de calor y el flujo de fluidos. Sin
embargo, en la mayoría de los casos el ahorro de energía es sólo un aspecto de la
evolución económica general del diseño. Habitualmente existe un término medio entre
los costos energéticos asociados al funcionamiento del sistema y los costos de
construcción del equipo.
3.3 Modos de transferencia de calor
Estando claro el modo de plantear una solución a un diseño térmico y los
factores que influyen. Es necesario conocer los conceptos básicos que rigen la
transferencia de calor, en termodinámica el calor se define como la energía que se
transfiere debido a gradientes o diferencias de temperatura. De acuerdo con este punto
la termodinámica solo reconoce dos modos de transferencia de calor: conducción y
radiación. Por ejemplo, transferencia de calor a través de la pared de una tubería de