Poyecto Transferencia de calor

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UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓN

FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA.

Transferencia de calor

PIA

Análisis de la distribución de la temperatura de una barra metálica de k=cte.

NOMBRE DEL ESTUDIANTE: Jorge Eliud Garza Martínez

MATRICULA: 1925718

Grupo: 002

CARRERA: IMA

MAESTRO: M.C. Miguel García Yera

SEMESTRE: Agosto-Diciembre 2021

San Nicolas de los Garza, Nuevo León.

Introducción:

Para analizar una barra metálica con un k= cte. se debe primeramente identificar en todo este sistema distintos parámetros para encontrar el comportamiento de como varían la temperatura en toda esta barra.

Para empezar a realizar todo este análisis de su distribución de temperaturas a lo largo de toda la barra primeramente se debe establecer el método a realizar, se utilizará el método numérico que se resuelve mediante diferencias finitas.

El método numérico: diferencias finitas es un método aproximado (que puede ser muy exacto) para encontrar la distribución discreta de temperatura del sistema de estudio. Una vez encontrada la distribución de temperatura discreta se puede calcular los flujos de calor aplicando Fourier.

Procedimiento:

•Representar el sistema físico por una red de nodos.

Este se represente mediante la siguiente manera:

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•Utilizar el balance de energía para obtener la ecuación en diferencias finitas para cada nodo

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•Resolver el sistema de ecuaciones algebraicas resultante para las temperaturas desconocidas de cada nodo.

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Desarrollo del problema (paso a paso):

Para analizar toda la distribución de temperaturas nos ayudaremos de una hoja de cálculo en Excel, debido a que si realizamos los cálculos analíticamente uno por uno seria demasiados cálculos y el programa Excel en base a formulas iterativas nos ayudan a resolverlo de una manera mas practica y rápida. A continuación, se presentan los pasos a desarrollar para analizar el problema:

1.- Primeramente, se hace la analogía de la barra metálica, sus medidas son de 100 mm de largo y 10 mm de altura, cada celda es de 1x1mm por lo que tomaremos 100 celdas en horizontal para formar el largo y 10 celdas en vertical para formar el alto.

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De esta forma realizar la analogía de la barra metálica.

2.-Como segundo paso sería colocar en la primer celda del lado superior izquierdo la fórmula de la temperatura media del nodo seleccionado que en Excel nos quedaría configurada de la siguiente manera:

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