TRANSFERENCIA DE CALOR POR RADIACION

Fenómenos de transporte

Dra. Carmen Velezmoro

CICLO 2014

Todos los materiales emiten radiaciones de naturaleza electromagnética, según la Temperatura en la superficie.

Las características de la radiación dependen de la temperatura.

A mayor Temperatura menor longitud de onda

La radiación absorbida resulta en un incremento de la temperatura del material

http://www.monografias.com/trabajos/espectrooe/espectrooe.shtml

EN QUE RANGO SE ENCUENTRAN LAS ONDAS DEL INFRARROJO?

PREDECESOR

MICROONDAS

SUCESOR

Radio frecuencia

Radiación Infrarroja

105 – 108 Hz 109 - 3 x 1011 Hz

1012 - 3.8 x1014 Hz

http://www.monografias.com/trabajos/espectrooe/espectrooe.shtml

RADIACION TERMICA:

Las superficies emiten energía en forma de ondas electromagnéticas. A pesar que no exista un medio (vacío) se establecerá un intercambio de calor por radiación entre dos superficies a diferentes temperaturas. Esta característica que tiene la radiación térmica de no necesitar de medio es precisamente la que la distingue de los mecanismos de CONVECCION Y CONDUCCION.

EMITIDOINCIDENTE

REFLEJADO

ABSORBIDO

TRANSMITIDO

= absortividad = reflectividad = transmisividadLa ley de Kirchoff establece que la emisividad de un cuerpo es igual a su absortividad a la misma longitud de onda

La ley de Stefan- Boltzmann, establece que si un cuerpo se encuentra a una determinada temperatura, éste emite calor que viene cuantificado por:

Donde qrad = flujo de calor por radiación, W

A = superficie del cuerpo, m2

T = temperatura absoluta, K

= constante de Stefan-Boltzmann =

5,67 x 10-8 W/m2 K4

Cuerpos negros y grises

La Emisividad depende de la temperatura y el acabado superficial y varia entre:

0< <1

MATERIAL (300 K)

Aluminio Pulido 0,04

Anodizado 0,82

Acero Pulido 0,17

Oxidado 0,87

Asfalto 0,87 – 0,93

Madera 0,82 – 0,92

Pintura Negra 0,98

Flujo de calor neto entre dos cuerpos negros

 

Para cuantificar el flujo neto de calor entre dos cuerpos IDEALES (negros), se puede usar la siguiente expresión:

T1 > T2

Flujo de calor neto entre un cuerpo gris

y un cuerpo negro

Para la situación en la cual el cuerpo 1 es un cuerpo gris y el cuerpo 2 es un cuerpo negro, el flujo de calor, se calcula mediante:

Flujo de calor neto entre dos cuerpos grises:

 

  q = F A (T14 – T2

4)

 

 

Donde F es un factor de Forma que se calcula en función de la geometría y de las emisividades

Cuando se trata de un objeto pequeño rodeado de un objeto muy grande:

F =

Cuando se tienen dos cuerpos grises (superficies planas paralelas), con áreas iguales y diferente emisividad, se encuentra el factor de forma F:

111F1

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APLICACIONES DE LA TRANSFERENCIA DE CALOR EN EL INFRARROJO

APLICACIÓN DEL CALENTAMIENTO POR RADIACION

Investigation of far infrared radiation heating as an alternative technique for surface decontamination of strawberry (2006)

• Equipos que emplean rayos infrarrojos para el calentamiento

Pasteurización por infrarrojos elimina la salmonella en frutos secos

Los panes pueden ser desinfectados antes del embolsado

• En el procesamiento de carnes, da un mejor acabado a las superficies

Heraeus Noblelight LLC

En la preparación de creme brulé

• Horneado de galletas

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Acumulación de energía solar para su conversión en energía eléctrica para usos del hogarNO es transferencia de calor por radiación