Sobre el modelado numérico de un proceso de transferencia de calor en 1D con convección y radiación

GUILLERMO FEDERICO UMBRICHT; DIANA RUBIO; RODOLFO ECHARRI; CLAUDIO EL HASI

San Miguel de Tucumán, Tucumán

Congreso; 101ª Reunión Nacional de Física de la Asociación Física Argentina (AFA); 2016

Universidad Nacional de Tucumán

En la resolución matemática de problemas de transmisión de calor se imponen, además de las condiciones de borde clásicas, conocidas como condiciones de primer tipo o condiciones Dirichlet y condiciones desegundo tipo o condiciones Neumann, condiciones mixtas. La condición de frontera de tipo Robin es un ejemplo de éstas. Este tipo de condiciones de borde es de fundamental importancia para la modelización de procesostanto en la mecánica de fluidos como en procesos de transferencia de masa y transmisión de calor.En este trabajo estudiamos la transferencia de calor unidimensional a lo largo de una barra, compuesta por dos tramos consecutivos de materiales diferentes, de sección transversal uniforme. El problema se describe conla ecuación en derivadas parciales de propagación de calor. En uno de los extremos se aplica una condición de contorno fija, que corresponde a una fuente de calor definida, en el otro extremo se aplica una condición defrontera libre la cual representa la condición a estudiar donde se producen los fenómenos de convección y radiación.Ya analizamos la aplicación de la condición de Robin a un caso particular, estudiando en uno de los bordes el proceso de transferencia de calor por convección, justificamos desde el punto de vista físico lasaproximaciones hechas para llevarla a cabo. En este trabajo se aumenta la complejidad de la condición de Robin para que además de la transmisión de calor por convección se considere la disipación debido a la radiación.La proporción de este tipo de pérdida de energía resulta mayor a medida que la temperatura en el borde aumenta y esto hace que este modelo ajuste mejor que el modelo clásico.