La tasa de flujo de calor es la cantidad de calor que se transfiere por unidad de tiempo en algún material, generalmente medida en vatios ( julios por segundo). El calor es el flujo de energía térmica impulsado por el desequilibrio térmico, de modo que el "flujo de calor" es una redundancia (es decir, un pleonasmo , y lo mismo ocurre con el "flujo de trabajo"). El calor no debe confundirse con la energía térmica almacenada, y mover un objeto caliente de un lugar a otro no debe llamarse transferencia de calor. Pero, a pesar de todas estas observaciones, es común en el lenguaje normal decir "flujo de calor", hablar de "contenido de calor", etc. [1]
La ecuación del flujo de calor viene dada por la Ley de Conducción de Calor de Fourier.
Tasa de flujo de calor = - (coeficiente de transferencia de calor) * (área del cuerpo) * (variación de la temperatura) / (longitud del material)
La fórmula para la tasa de flujo de calor es:
dónde
- es la transferencia neta de calor (energía),
- es el tiempo que toma,
- es la diferencia de temperatura entre el lado frío y el caliente,
- es el espesor del material que conduce el calor (distancia entre los lados fríos y calientes),
- es la conductividad térmica , y
- es el área superficial de la superficie que emite calor.
Si una pieza de material cuya área de sección transversal es y el espesor es con una diferencia de temperatura entre sus caras, el calor fluye entre las dos caras en una dirección perpendicular a las caras. La tasa de tiempo del flujo de calor ,, Para pequeños y pequeña , es proporcional a . En el límite del espesor infinitesimal, con diferencia de temperatura , esto se convierte en , dónde es la tasa de tiempo del flujo de calor a través del área , es el gradiente de temperatura a través del material, y, la constante de proporcionalidad, es la conductividad térmica del material. [2] La gente suele utilizar, , o la letra griega para representar esta constante. [3] El signo menos está ahí porque la tasa de flujo de calor es siempre negativa: el calor fluye desde el lado a mayor temperatura al de menor temperatura, no al revés. [4]
Ver también
Referencias
- ^ http://webserver.dmt.upm.es/~isidoro/bk3/c11/Heat%20and%20mass%20transfer.pdf
- ^ "52.09 - Conducción de calor en varias varillas metálicas" . web.physics.ucsb.edu . Consultado el 7 de mayo de 2019 .
- ^ "Thermal conductivity" , Wikipedia , 2019-04-19 , consultado el 2019-05-07
- ^ "Operaciones unitarias en el procesamiento de alimentos - RL Earle" . nzifst.org.nz . Consultado el 7 de mayo de 2019 .