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El transporte de calor a través de un sistema compuesto por múltiples medios se puede estimar analizando cómo se conduce el calor en cada medio y cómo se transfiere en cada interfaz. El cálculo se realiza utilizando los parámetros específicos de cada medio e interfaz, así como las temperaturas en ambos extremos del sistema, proporcionando así las temperaturas en cada interfaz.

>Modelo

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Definición

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Imagen

El sistema básico incluye una transferencia generada por la diferencia de temperatura ($\Delta T$), que consta de la diferencia de temperatura en interfaz interna ($\Delta T_i$), la diferencia de temperatura en el conductor ($\Delta T_0$) y la diferencia de temperatura en la interfaz externa ($\Delta T_e$). Por lo tanto:



Con la tasa de flujo de calor ($q$) siendo el responsable de la transferencia entre el interior y el conductor, mediante el coeficiente de transmisión interno ($\alpha_i$):



La conducción involucra a la conductividad térmica ($\lambda$) y el largo del conductor ($L$):



Y la transferencia del conductor al exterior, con el coeficiente de transmisión externo ($\alpha_e$) se representa por:



Todo esto está representado gráficamente por:

Transferencia de calor

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Nota

La tasa de flujo de calor ($q$) se calcula a partir de el coeficiente de total de transporte (multiple medio, dos interfaces) ($k$) y la diferencia de temperatura ($\Delta T$) utilizando la siguiente fórmula:



donde el coeficiente de total de transporte (multiple medio, dos interfaces) ($k$) se obtiene a partir de el coeficiente de transmisión externo ($\alpha_e$), el coeficiente de transmisión interno ($\alpha_i$), la conductividad térmica ($\lambda$) y el largo del conductor ($L$) mediante la ecuación:



Esto se ilustra en la siguiente imagen:

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Cita

Por lo general, la variación de la temperatura dentro de un conductor es lineal. Sin embargo, en el caso de medios gaseosos y/o líquidos en contacto con el conductor, se produce una gradual variación de la temperatura desde el centro del medio hasta la superficie, como se representa en la siguiente imagen:

Perfil de temperatura alrededor de un conductor solido

la temperatura en la superficie exterior ($T_{es}$) depende de la temperatura exterior ($T_e$), el coeficiente de total de transporte ($k$), el coeficiente de transmisión externo ($\alpha_e$) y la diferencia de temperatura ($\Delta T$):



la temperatura en la superficie interior ($T_{is}$) es una función de la temperatura en el interior ($T_i$) y el coeficiente de transmisión interno ($\alpha_i$):



y la diferencia de temperatura ($\Delta T$):

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Ejercicio

Cuando el material incluye múltiples conductores conectados en serie, el coeficiente de total de transporte (multiple medio, dos interfaces) ($k$) se calcula a partir de el coeficiente de transmisión externo ($\alpha_e$), el coeficiente de transmisión interno ($\alpha_i$), la conductividad térmica elemento i ($\lambda_i$) y el largo elemento i ($L_i$) utilizando la ecuación:



Este proceso se ilustra en el diagrama siguiente:

Transporte por un medio

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Ecuación

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