a) Esquema del concepto

b) existe analogía del régimen transitorio con resistencia eléctrica?

Si

Régimen transitorio

En el análisis de sistemas concentrados se supone una distribución uniforme de temperatura en todo el cuerpo, el cual es el caso sólo cuando la resistencia térmica de éste a la conducción de calor (la resistencia a la conducción) sea cero.

Ley de corrientes de Kirchhoff

En cualquier nodo, la suma de las corrientes que entran en ese nodo es igual a la suma de las corrientes que salen. De forma equivalente, la suma de todas las corrientes que pasan por el nodo es igual a cero

c) aplicación matemática; con pared plana infinito, cilindro infinito y esfera infinita

Formulas

Donde las constantes A1 y λ1 son funciones sólo del número Bi, y en la tabla4-2 se da una lista de sus valores con respecto al número Bi, para las tres configuraciones geométricas. La función J0 es la función de Bessel de primera especie y de orden cero, cuyo valor se puede determinar a partir de la tabla 4-3.Dado que cos (0) =J0 (0) = 1 y que el límite de (sen x)/x también es uno, estas relaciones se simplifican para dar las siguientes en el centro de una pared plana, un cilindro o una esfera.

3 PROBLEMAS EN APLICACIÓN PARED PLANA

La superficie superior de una placa caliente de bronce seestá enfriando bajo un flujo a presión de aire a 15ºC y un coeficientede transferencia de calor por convección de 220 W/m2 ·°C. La placa de bronce de 10 cm de espesor (r = 8,530 kg/m3,cp = 380 J/kg · °C, k = 110 W/m · °C y a = 33.9 _ 10–6 m2/s)tiene una temperatura uniforme inicial de 650ºC y su superficieinferior está aislada. Determine la temperatura en el centro delplano de la placa de bronce, tras 3 minutos de enfriamiento.

ESFERA

Un huevo común se puede considerar como una esferade 5.5 cm de diámetro cuyas propiedades son muy aproximadamentek _ 0.6 W/m · °C y a _ 0.14 _ 10_6 m2/s. El huevo seencuentra al principio a una temperatura uniforme de 4°C y sedeja caer en agua hirviendo a 97°C. Si el coeficiente de transferenciade calor por convección es h _ 1 400 W/m2 · °C, determinecuánto tiempo pasará para que el centro del huevo lleguea 70°C.

CILINDRO

Largas barras cilíndricas de acero inoxidable AISI(k _ 7.74 Btu/h · ft · °F y a _ 0.135 ft2/h) de 4 in de diámetrose tratan térmicamente tirando de ellas a una velocidad de 7ft/min a través de un horno de 21 ft de largo mantenido a1 700°F. El coeficiente de transferencia de calor por convecciónen el horno es de 20 Btu/h · ft2 · °F. Si las varillas entran en elhorno a 70°F, determine la temperatura en su línea central cuandosalen.