tasa de capacidad de calor
La tasa de capacidad calorífica es la terminología de transferencia de calor utilizada en termodinámica y diferentes formas de ingeniería que denota la cantidad de calor que un fluido que fluye de una determinada tasa de flujo másico puede absorber o liberar por unidad de cambio de temperatura por unidad de tiempo. Por lo general, se denota como C , se enumera a partir de datos empíricos determinados experimentalmente en varios trabajos de referencia, y generalmente se establece como una comparación entre un fluido caliente y uno frío, C h y C c , ya sea gráficamente o como una ecuación linealizada . Es una cantidad importante en el intercambiador de calor . tecnología común a los sistemas y necesidades de calefacción o refrigeración, y la solución de muchos problemas del mundo real, como el diseño de elementos dispares tan diferentes como un microprocesador y un motor de combustión interna .
La tasa de capacidad calorífica de un fluido caliente puede ser mucho mayor, igual o mucho menor que la tasa de capacidad calorífica del mismo fluido cuando está frío. En la práctica, es más importante en la especificación de sistemas intercambiadores de calor, en los que un fluido, por lo general de diferente naturaleza, se usa para enfriar otro fluido, como los gases calientes o el vapor enfriado en una planta de energía por un disipador de calor de una fuente de agua; un caso de fluidos diferentes, o para especificar las necesidades mínimas de enfriamiento de la transferencia de calor a través de los límites, como en el enfriamiento por aire.
Como la capacidad de un fluido para resistir el cambio de temperatura cambia a medida que se produce la transferencia de calor cambiando su temperatura instantánea neta promedio, es una cantidad de interés en los diseños que tienen que compensar el hecho de que varía continuamente en un sistema dinámico. Si bien varía en sí mismo, dicho cambio debe tenerse en cuenta al diseñar un sistema para el comportamiento general ante estímulos o condiciones ambientales probables , y en particular las condiciones del peor de los casos encontradas bajo las altas tensiones impuestas cerca de los límites de operabilidad, por ejemplo, un aire. -Motor enfriado en un clima desértico en un día muy caluroso.
Si el fluido caliente tuviera una tasa de capacidad calorífica mucho mayor, entonces cuando los fluidos fríos y calientes pasaran por un intercambiador de calor, el fluido caliente tendría un cambio de temperatura muy pequeño mientras que el fluido frío se calentaría una cantidad significativa. Si el fluido frío tiene una tasa de capacidad calorífica mucho más baja, eso es deseable. Si fueran iguales, ambos cambiarían más o menos de temperatura por igual, asumiendo el mismo flujo másico por unidad de tiempo a través de un intercambiador de calor. En la práctica, es deseable un fluido refrigerante que tenga tanto una capacidad calorífica específica más alta como una tasa de capacidad calorífica más baja, lo que explica la omnipresencia de las soluciones de refrigeración por agua en la tecnología: la naturaleza polar de la molécula de agua crea algunos comportamientos subatómicos distintos favorables en práctica.
donde C = tasa de capacidad calorífica del fluido de interés,
dm/dt = tasa de flujo másico del fluido de interés y
c p = calor específico del fluido de interés.