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

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superficie 1, por lo tanto, el área A 1 es pequeña comparada con A 2 , o bien la superficie 2
es casi negra F 12 = ε 1 y a ecuación 1.13 se convierte en
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( σT
σ )
Q & = ε −
(3.12)
12 1A1
1
T2
El hecho que la transferencia de calor por radiación dependa de T 4 vuelve
complicados los cálculos en ingeniería. Cuando T 1 y T 2 no difieren demasiado,
4 4
conviene linealizar la ecuación 1.14 descomponiendo el término ( T σ )
obtener
( T )
Q& ≅
r
−
(3.13)
12
A1
h
1
T2
σ − para
1
T2
Donde h r es el coeficiente de de transferencia de calor por radiación [W/m 2 ºk]. A
25 ºC (298 ºk)
h r
−
( 4) ( 5.67x10
8 W / m
2 K
4 )( K ) 3
= ε
1
298
O sea,
2
h r
≅ 6ε 1
W / m K
El valor del coeficiente de transferencia de calor por radiación a temperatura
ambiente es alrededor de 6 veces el valor de la emitancia de la superficie. A modo de
ejemplo, para T 1 = 320 ºk y T 2 = 300 ºk, el error debido al empleo de la ecuación 3.13 es
sólo del 1%; para T 1 = 400 ºk y T 2 = 300 ºk, el error es del 2%. Por lo que a modo de
cálculo, de ingeniería, es una ecuación que entrega valores confiables.
3.3.3 Convección.
Como se explicó antes, la convección o transferencia de calor convectiva es el
término que se usa para describir la transferencia de calor de una superficie con un flujo
en movimiento, como muestra la figura 3.6 la superficie puede ser el interior de una
tubería o el exterior de un tubo de un serpentín. El flujo puede ser forzado, como en el
caso de un líquido que se bombea a través de una tubería. Por otro lado, el flujo podría
ser natural (o libre), causado por fuerzas de empuje es debido a diferencias de
densidad. Estos dos tipos de flujo pueden ser internos o externos, ya sea forzado o
natural, puede ser laminar o turbulento; el flujo laminar es más común cuando las
velocidades bajas, las dimensiones son pequeñas y los fluidos son más viscosos.