Condiciones de
frontera e iniciales
Las condiciones de frontera son las expresiones matemáticas que surgen del desarrollo de balances de energía sobre elementos en el interior de un medio y sus condiciones para surgir en estos.
Las condiciones de frontera que se encuentran con mayor frecuencia en la práctica son las de temperatura específica, flujo especifico de calor, convección y radiación.
1.- condición de frontera de temperatura especifica
Condiciones en la frontera de temperatura específica
se expresan como:
Donde:
-T1 y T2= temperaturas especificas en la superficie
x=0 y x=L.
Las temperaturas específicas pueden ser constantes o
pueden variar con el tiempo.
2.- Condición de
frontera de flujo especifico de calor
El flujo de calor en la dirección positiva x, o en
cualquier lugar del medio, incluidas fronteras, se puede expresar por la Ley de
Fourier como:
Donde:
-q= velocidad de transferencia de calor por unidad de área
superficial.
-(-k)·(∂T/∂x)= flujo especifico de calor en esa frontera.
- Caso especial: frontera aislada
Una superficie bien aislada se puede considerar como
un flujo especifico de calor de cero.
- Caso especial: simetría térmica
Se obtiene como resultado una simetría térmica debido
a las condiciones térmicas impuestas.
3.- Condición de
convección de frontera
Para una placa de espesor L, una transferencia
unidimensional en la dirección x.
Las expresiones antes descritas pueden ser usadas la transferencia
de calor es en la dirección puesta (puede ser en una o en las dos superficies),
el sentido de la dirección del flujo de calor es importante ya que invierte los
signos tanto de conducción como de convección.
4.- Condición de
radiación de frontera
Es una condición no lineal.
5.- Condiciones de
frontera en la interfase
Las condiciones de frontera en una interfase se basan
en los siguientes requisitos:
1) Los dos cuerpos en
contacto deben tener la misma temperatura en el área de contacto.
2) Una interfase no
puede almacenar energía, por lo tanto el flujo de calor para los dos lados de
la interfase debe ser el mismo.
6.- Condiciones de
frontera generalizadas
Una superficie puede comprender convección, radiación
y flujo especificado de calor simultáneamente.
https://www.dropbox.com/s/2fbh4onckc6zrfq/Resumen_Clase%235.pdf?dl=0
http://eduportfolio.org/vues/view/169704
