Universidad VeracruzanaCampus: Coatzacoalcos

Proyecto en ComsolParedes cilndricas compuestas

Profesor: Dr. Hugo Prez PastenesAlumno: Mauricio Castro Jimnez

Paredes cilndricas compuestasSe efectuara un desarrollo anlogo para el caso de una pared cilndrica tal como se muestra en la figura

Conduccin de calor en la regin 01

0=-+Velocidad de Entrada de Energa calorficaVelocidad de Entrada de Energa calorficaVelocidad de Entrada de Energa calorfica

Dividiendo entre

Aplicando ley de Fourier2Aplicando CL IIT=T0 r=r0 2T=T1 r=r1

Conduccin de calor en la regin 02

Dividiendo entre 0

Aplicando ley de Fourier2Aplicando CL IIT=T1 r=r1 2T=T2 r=r2

Conduccin de calor en la regin 03

Dividiendo entre 0

Aplicando ley de Fourier2Aplicando CL IIT=T2 r=r2 2T=T3 r=r3

Temperaturas en la superficie

DE LA IGUALDAD: qr=q0.r0q3.r3=q0.r0

Sumando las 5 ecuacionesRegin 01

Proyecto en COMSOL Multiphysics

El proyecto se realiz COMSOL Multiphysics(antes conocido comoFEMLAB) es un paquete desoftwarede anlisis y resolucin porelementos finitospara varias aplicacionesfsicasy de ingeniera, especialmente fenmenos acoplados, o multifsicos.

Primero se escogen los materiales a usar:

los materiales estn ordenados de la siguiente manera:No. 1 El fluido interior es vapor de Etanol Ta=351 k

No. 2 la pared subsecuente Structural steel

No. 3 la siguiente pared Tungsten

No. 4 la ultima pared es concreto

No. 5 y el fluido en el exterior es AireTb=312 k

Se procede a Mallar y posteriormente a calcular

Mostrando la siguiente variacin de temperaturas y direccin del calor

Podemos observar que el Tungsteno realmente no fue un material adecuado, si lo que queremos es la menor transferencia de calor, la imagen muestra que prcticamente no hay oposicin pues conserva la temperatura de 326 (k) del acero estructural y as la transmite al concreto.Elcoeficiente de conductividad trmicaes una caracterstica de cada sustancia y expresa la magnitud de sucapacidad de conducir el calor, de los materiales usados son los siguientes:Acero estructural k=44.5 W/Cm.k)Tungsten k=174 W/Cm.k)Concreto k=1.8 W/Cm.k)

ConclusinA lo largo del curso de Fenmenos de transporte impartido por el Dr. Hugo Prez Pastenes entendimos que el estudio de los fenmenos de transporte es un proceso que requiere estudio sistemtico y unificado de la transferencia demomento,energaymateria. Y que Estos fenmenos fsicos tienen rasgos comunes que pueden ser descritos mediante la ecuacin diferencial para la propagacin unidimensional y que existen programas como COMSOL para el modelado y anlisis virtual de fenmenos fsicos y que puede modelar virtualmente cualquier fenmeno fsico que un ingeniero Petrolero, qumico , cientfico , etc. pueda describir con ecuaciones diferenciales parciales, incluyendo transferencia de calor, movimiento de fluidos, electromagnetismo y mecnica estructural, soportando la integracin de problemas de diferentes campos .Pero ms all de saber el comportamiento de cada material y el manejo de este simulador, la importancia para este curso radica en saber de dnde viene el clculo de cada modelo pues llegar el momento de aplicarlo en la vida real y la interpretacin de los resultados ser tan importante como el manejo de la tecnologa al alcance, sabiendo que podemos llegar a un resultado sin importar el programa de clculo, dar una mayor certidumbre de lo que se est haciendo.Teniendo en cuenta lo anterior podemos echar mano de las prestaciones de multifsica integradas en COMSOL pues capacitan al usuario para simultneamente modelar cualquier combinacin de fenmenos.

La estructura sobre la que COMSOL trabaja es un sistema de Ecuaciones Diferenciales Parciales, una descripcin matemtica de varios fenmenos fsicos basados en las leyes de la ciencia. Cualquier experto en su campo que sepa cmo crear simulaciones usando estas ecuaciones puede ampliar aquellos sistemas modelando explcitamente en trminos de estos tipos de ecuaciones.

COMSOL simplifica el desarrollo de aplicaciones a travs del uso de la Biblioteca de Modelos, que incorpora ejemplos de diversas reas de aplicacin. A travs de ellos, los usuarios, sin necesidad de poseer profundos conocimientos en matemticas o anlisis numrico, podrn construir sus modelos, pero el saber de dnde vienen los resultados nos puede ahorrar errores que podran generar costos adicionales en la industria en la que se est laborando.

Universidad Veracruzana