Tesis profesional presentada por
Licenciatura en Ingeniería Mecánica Módulo en Automatización. Departamento de Ingeniería Industrial y Mecánica. Escuela de Ingeniería, Universidad de las Américas Puebla.
Jurado Calificador
Presidente: Mtra. Paola Torres Madrid
Vocal y Director: Dr. Bülent Umur Kozanoglu
Diblan
Secretario: Dr. Tadeusz Majewski Szymiec
Cholula, Puebla, México a 14 de mayo de 2015.
La transferencia de calor, se basa en tres modos de estudio, conducción, convección y radiación. La radiación es un fenómeno electromagnético que se puede describir como una forma de transmitir calor sin la necesidad de un medio. Pero en este influye el acomodo geométrico de los cuerpos en la energía total que puede ser intercambiada.
El factor de forma se utiliza en el cálculo de la transferencia de calor por radiación entre dos superficies cualesquiera. El cual es una fracción de energía radiante total que abandona una superficie, y llega directamente a una segunda superficie.
Un ejemplo de este fenómeno son los dardos de fuego. Los cuales aparecen en accidentes industriales graves que se forman cuando un combustible presurizado escapa por un orificio o fisura de una válvula de seguridad, a una velocidad de salida sónica, formando una llama estacionaria de gran longitud. En los dardos de fuego el aire y el combustible inicialmente están separados y se mezclan posterior a la salida, al aumentar la velocidad del combustible en la salida del orificio, la longitud de la llama también aumenta. Al aumentar el flujo másico la llama se mantiene prácticamente constante mientras que las fluctuaciones llegan a un régimen turbulento. El comportamiento de la llama se determina por la convección forzada, también denominadas fuerzas de inercia. Las características de un dardo de fuego generalmente se expresan a través de la fracción de calor irradiado. Es por eso, que muchos investigadores han estudiado este parámetro así como la distribución de la temperatura a lo largo de la flama.
En este trabajo de investigación se evalúa el factor de forma usando un nuevo método numérico, y se busca comparar los resultados en base a la formula general del factor de forma, de dos configuraciones, respecto a las formas gráficas y las expresiones algebraicas correspondientes a cada configuración, para demostrar la similitud de los resultados por cada método, dependiendo del número de partes en las que se divida la configuración. Usando para el desarrollo de este trabajo Microsoft Excel, como recurso para el desarrollo de cálculos.
Palabras clave: Factor de forma/Dardos de fuego/Transferencia de calor/Radiación.
Agradecimientos (archivo pdf, 114 kb)
Glosario (archivo pdf, 312 kb)
Capítulo 1. Introducción (archivo pdf, 118 kb)
Capítulo 2. Antecedentes (archivo pdf, 381 kb)
Capítulo 3. Marco conceptual (archivo pdf, 634 kb)
Capítulo 4. Metodología (archivo pdf, 190 kb)
Capítulo 5. Resultados (archivo pdf, 640 kb)
Capítulo 6. Conclusiones (archivo pdf, 128 kb)
Pihen Martínez, V. 2015. Un método numérico para el cálculo del factor de forma de radiación entre dos superficies. Tesis Licenciatura. Ingeniería Mecánica Módulo en Automatización. Departamento de Ingeniería Industrial y Mecánica, Escuela de Ingeniería, Universidad de las Américas Puebla. Mayo. Derechos Reservados © 2015.