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Octubre de 2015 Página 1 de 2

Fundamentos de transferencia de calor y propiedades termodinámicas

Chromalox

El principio más importante en el calentamiento infrarrojo es que la energía infrarroja se irradia desde la fuente en líneas rectas.

Los principios de transferencia de calor son bien conocidos y se describen brevemente más abajo. La energía calorífica es transferida por tres modelos básicos. Todas las aplicaciones de calor involucran cada modelo en mayor o menor grado.

Conducción
Convección
Radiación

La conducción es la transferencia de calor a través de un material sólido. Aquellos metales, como cobre y aluminio, son buenos conductores de energía calorífica. Los vidrios, las cerámicas y los plásticos son relativamente pobres conductores de energía calorífica y frecuentemente se usan como aislantes térmicos. Todos los gases son malos conductores de energía calorífica. Una combinación de vidrio expandido o fibra de cerámica rellena con aire es un excelente aislante térmico. Las aplicaciones típicas de conducción de calor incluyen el calentamiento de platina (calentadores de cartucho), calentamiento de tanques (calentadores tipo tira y anillo),  calentamiento de tuberías a través de un cable calentador y otras aplicaciones donde el calentador está en contacto directo con el material que está siendo calentado.

La convección es la transferencia de energía calorífica mediante la circulación y difusión del
medio calentado. Es el método más comúnmente utilizado para el calentamiento de fluidos o gases y también la aplicación más frecuente de elementos y conjuntos tubulares eléctricos. El fluido o gas en contacto directo con una fuente de calor se calienta por conducción lo que provoca que éste se expanda. El material expandido es menos denso o más ligero que su ambiente y tiende a elevarse. Como éste se eleva, la gravedad lo reemplaza con material más frío y más denso que es entonces calentado, y así se repite el ciclo. Este patrón de circulación distribuye la energía calorífica por todo el medio. La convección forzada utiliza el mismo principio sólo que bombas o ventiladores mueven el líquido o gas en lugar de la gravedad. Las aplicaciones típicas de calentamiento por
convección incluyen calentamiento por inmersión en agua y aceite, calentamiento de aire, calentamiento de gas y calentamiento del aire ambiental.

La radiación es la transferencia de energía calorífica por ondas electromagnéticas (infrarrojas) y es muy diferente a la conducción y a la convección. La conducción y la convección tienen lugar cuando el material que se está calentando está en contacto directo con la fuente de calor. En el calentamiento infrarrojo, no hay contacto directo con la fuente de calor. La energía infrarroja viaja en línea recta a través del espacio o el vacío (similar a la luz) y no genera calor hasta que es absorbida. La energía calorífica convertida se transmite entonces en el material mediante una convección o una conducción.

Calentamiento por energía radiante infrarroja

 Calentamiento por energía radiante infrarroja.

Todos los cuerpos con temperatura por encima del “cero absoluto” irradian energía infrarroja; los cuerpos más calientes irradian más energía que los más fríos. La radiación de energía infrarroja proveniente de un cuerpo caliente (elemento calentador) que golpea la superficie de un cuerpo más frío (pieza de trabajo), es absorbida y convertida en energía calorífica. El secado de pintura mediante calentadores radiantes es una aplicación típica del calentamiento infrarrojo. El principio más importante en el calentamiento infrarrojo es que la
energía infrarroja se irradia desde la fuente en líneas rectas y no se convierte en energía calorífica hasta que es absorbida por la pieza de trabajo.


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Propiedades termodinámicas:

Todos los materiales tienen constantes físicas básicas y propiedades termodinámicas. Estas
constantes son usadas en la evaluación de los materiales y en los cálculos de la energía calorífica.
Las constantes y propiedades que se usan más comúnmente son:
Calor específico (Cp)
Calor de fusión (Hfus)
Calor de vaporización (Hvap)
Conductividad térmica (k)
Resistividad térmica (R)


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Chromalox

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