Principios avanzados de transferencia de calor por radiación

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Ingeniería en Biotecnología

Fenómenos del transporte

“Introducción a la transferencia de calor por radiación”

“Principios avanzados de transferencia de calor por radiación”

Presentan:

Arteaga Nava Adrián

García Pérez Verónica Yandery

Martínez Rojas Guadalupe

Padilla Lemus Saray Marisol Aurora

Sandoval Jolalpa Seir Efraín

8IBT1

Periodo: Enero-Abril

Profesor

M. en C. Juan Yoteco Hernández

Fecha de entrega: 03/Marzo/2015

Contenido

INTRODUCCIÓN A LA TRANSFERENCIA DE CALOR POR RADIACIÓN        

Definición de onda        

Espectro electromagnético:        

Radiación térmica:        

Cuerpo negro:        

Emisión:        

Demostración de la fórmula de transferencia de calor        

Naturaleza de la transferencia de calor por radiación.        

Absortividad y cuerpos negros.        

Radiación de un cuerpo y emisividad.        

Radiación del medio circundante a un objeto pequeño        

Combinación de transferencia de calor por radiación y convección.        

Combinación de convección y radiación desde un tubo.        

Efecto de radiación sobre la determinación de la temperatura de un gas.        

Principios avanzados de transferencia de calor por radiación.        

Introducción espectro de radiación.        

Espectro de radiación y radiación térmica.        

Deducción de los factores de observación de la radiación para diferentes geometrías.        

Factores de observación cuando las superficies están conectadas por paredes reirradiantes        

Cuerpo gris:        

Ejercicio teórico        

Ejercicio práctico:        

Bibliografía        

INTRODUCCIÓN A LA TRANSFERENCIA DE CALOR POR RADIACIÓN

Conceptos básicos de radiación

Definición de onda

Una onda es una perturbación que se propaga desde el punto que se produjo hacia el espacio, y que transporta energía y cantidad de movimiento, pero no transporta masa.

Existen dos tipos de ondas

• Ondas mecánicas: Son aquellas que requieren de un medio físico para poder propagarse
• Ondas electromagnéticas: Son aquellas que no requieren de un medio físico para propagarse, o sea, pueden propagarse a través del vacío.

(Masoler, 2012) (Medina Guzmán, s/f)

El tipo de onda que nosotros estudiaremos por la importancia para el tema, son las ondas electromagnéticas, las cuales pueden explicarse de la siguiente forma:

Las cargas eléctricas estacionarias producen campos eléctricos, las cargas eléctricas en movimiento producen campos eléctricos y magnéticos. Los cambios cíclicos en estos campos producen radiación electromagnética y de esta manera la radiación electromagnética consiste en una oscilación perpendicular de un campo eléctrico y magnético. La radiación electromagnética transporta energía de un punto a otro, esta radiación se mueve a la velocidad de la luz (siendo la luz un tipo de radiación electromagnética).

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(Universidad Autonoma de Chihuahua, s/f) (Masoler, 2012).

Características de una onda:

Las ondas tienen características en común, sin importar si estas son mecánicas o electromagnéticas, dichas características se enuncian y explican a continuación:

1. Amplitud: Esta es la distancia máxima que una partícula de la onda se puede separar (medida en forma perpendicular), a la línea que representa la posición de equilibrio del medio donde se propaga (La amplitud de una onda representa la energía que transporta una onda.

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1. Monte o cresta (C) y valle (V): Estos son el punto más alejados de la onda donde una partícula puede estar, con relación a la posición de equilibrio del medio de propagación. Mientras que la cresta o valle se ejemplifica en una posición más elevada al del punto de equilibrio, los valles por el contrario lo hacen en una posición más baja.

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1. Longitud de onda (λ): Esta es la distancia (en línea recta) entre dos puntos de una onda que tienen la misma posición relativa, pero para practicidad se emplea el término como la distancia que existe entre cresta y cresta, o valle y valle de una onda.

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1. Periodo (T): Término que corresponde al tiempo que tarda un punto del medio donde se propaga la onda, en completar una oscilación.

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1. Frecuencia (f): La frecuencia es la cantidad de oscilaciones que ocurren  por unidad de tiempo, teniendo una relación matemática con el periodo que se expresa con la ecuación:

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1. Velocidad de propagación (v): Es la distancia que recorre una onda en cada unidad de tiempo, representada por las siguientes ecuaciones matemáticas:

 , e igualando con la ecuación de frecuenta tenemos .[pic 12][pic 13]

.[pic 14][pic 15]

Espectro electromagnético:

El espectro electromagnético es el conjunto de todas las frecuencias (número de ciclos de la onda por unidad de tiempo) posibles a las que se produce radiación electromagnética. Así, el límite teórico inferior del espectro electromagnético es 0 (ya que no existen frecuencias negativas) y el teórico superior es ∞ (Luque Ordóñez, s/f).

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