Conceptos Clave de Termodinámica y Transferencia de Calor en Procesos Industriales

Temperatura y Dilatación

• La escala Rankine de temperaturas: Es una escala absoluta de temperaturas.
• Las temperaturas absolutas: No pueden ser negativas.
• El cero absoluto de temperatura: En él, átomos y moléculas tienen energía nula.
• El coeficiente de dilatación lineal: Tiene como unidades 1/ºC.
• Los termómetros bimetálicos: Son transductores de temperatura por dilatación.
• Las termorresistencias: Se denominan también termómetros de resistencia metálica RTD.
• Los termopares: No necesitan alimentación.
• Los pirómetros ópticos: Tienen un filamento que se calienta con una corriente eléctrica.
• La radiación infrarroja: No puede atravesar el cristal.

Conducción de Calor

• La Ley de Fourier: Permite calcular el calor transmitido por conducción.
• La ecuación general de transmisión de calor por conducción: Permite calcular las temperaturas en un problema de transmisión de calor.
• La analogía eléctrica: Establece que el calor transmitido es análogo a la intensidad eléctrica.

Convección de Calor

• La ley de enfriamiento de Newton: Permite calcular la transmisión de calor entre un sólido y un fluido.
• El coeficiente de película: Permite calcular el calor transmitido por convección.
• La transmisión de calor en la capa límite: Tiene lugar por conducción.
• El teorema de Π de Buckingham: Permite reducir el número de parámetros a manejar en la transmisión de calor por convección.
• El coeficiente de película se puede obtener de: El número de Nusselt.
• El coeficiente global de transmisión de calor (U): Tiene unidades iguales que el coeficiente de película.

Radiación de Calor

• La transmisión de calor por radiación: No requiere de un medio natural de transporte.
• El cuerpo negro: Emite más potencia cuanto mayor es la temperatura.
• La ley de Stephan-Boltzmann: Determina la potencia emisiva total de un cuerpo negro.
• La ley de Wien: Permite calcular la longitud de onda a la cual la potencia emisiva de un cuerpo negro es máxima.

Intercambiadores de Calor

• En los intercambiadores de calor de superficie: No hay mezcla de fluidos.
• Los intercambiadores de calor de mezcla: Intercambian masa y energía.
• Los condensadores y evaporadores: Intercambian calor latente.
• La eficiencia de un intercambiador: Es el cociente entre el calor transferido y el máximo intercambiable.
• Un intercambiador de calor a contracorriente trabaja con un fluido frío que entra a 20ºC y sale a 50ºC y un fluido caliente que entra a 80ºC y sale a 60ºC ¿Cuál es la DTML?: 34,7 ºC.
• El factor de corrección F: Determina el rendimiento de un intercambiador de flujo en contracorriente.