Solar Fototérmica. Libro de texto: F.P. Incropera, D.P. de Witt, T.L. Bergman y A. S. Lavine Fundamentals of Heat Mass Transfer Willey 6a Edición.

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1 Temario para el examen de admisión Solar Fototérmica Libro de texto: F.P. Incropera, D.P. de Witt, T.L. Bergman y A. S. Lavine Fundamentals of Heat Mass Transfer Willey 6a Edición. Incropera 1. Conducción 1.1 La ley de Fourier La ecuación de difusión de calor Condiciones iniciales y de frontera Conducción en una dimensión en estado permanente: Distribución de temperaturas en una pared Resistencia Térmica 3.1.2, Conducción en una dimensión en estado transitorio: Distribución de temperaturas en una pared Distribución de temperaturas en un sólido semi-infinito Convección Incropera 2.1 Concepto de capa límite 6.1.1, Flujo laminar y turbulento Leyes de similaridad 6.5, 6.6 (Definición de los números de Reynolds, Nusselt, Prandtl, Fourier y Biot) 2.4 Flujo externo: Capa límite isotérmica 7.2.1, (Capa límite con flujo de calor) Flujo interno: Flujo de Poiseuille Ley de enfriamiento de Newton 8.2.2, Flujo laminar no isotérmico dentro de conductos: Flujo turbulento no isotérmico dentro de conductos Convección natural: Consideraciones de similaridad 9.3 Correlaciones empíricas 9.6.1, Radiación Incropera 3.1 Ley de Stefan-Boltzmann Absortividad Reflectividad Transmitividad Factor de vista ,

2 Guía de estudio para el examen de admisión Transferencia de Calor Incropera 1. Conducción 1.1 La ley de Fourier La ecuación de difusión de calor Condiciones iniciales y de frontera Conducción en una dimensión en estado permanente: Distribución de temperaturas en una pared Resistencia Térmica 3.1.2, Conducción en una dimensión en estado transitorio: Distribución de temperaturas en una pared Distribución de temperaturas en un sólido semi-infinito 5.7 Explique las dificultades para definir el concepto de energía y cite tres tipos de energía Explique qué es la conservación de la energía Escriba una ecuación que describa la conservación de la energía Escriba y explique el significado de la Ley de Fourier Qué es una superficie isotérmica? Explique qué es la conductividad térmica y cuáles son sus unidades Explique qué es la difusividad térmica y cuáles son sus unidades Escriba la ecuación de conducción de calor en coordenadas cartesianas Escriba la ecuación de conducción de calor en coordenadas cilíndricas Describa tres tipos de condiciones de frontera para la ecuación de conducción de calor Describa el concepto de resistencia térmica Describa el concepto de desempeño y eficiencia de una aleta Describa un método para resolver analíticamente la ecuación de conducción de calor en dos dimensiones y estado permanente Describa un método para resolver numéricamente la ecuación de conducción de calor en dos dimensiones y estado permanente Explique el método de las capacitancias para resolver problemas de conducción dependientes del tiempo Explique que la función de error es una solución a la ecuación de conducción dependiente del tiempo en una dimensión para un medio infinito 2

3 2. Convección Incropera 2.1 Concepto de capa límite 6.1.1, Flujo laminar y turbulento Leyes de similaridad 6.5, 6.6 (Definición de los números de Reynolds, Nusselt, Prandtl, Fourier y Biot ) 2.4 Flujo externo: Capa límite isotérmica 7.2.1, (Capa límite con flujo de calor) Flujo interno: Flujo de Poiseuille Ley de enfriamiento de Newton 8.2.2, Flujo laminar no isotérmico dentro de conductos: Flujo turbulento no isotérmico dentro de conductos Convección natural: Consideraciones de similaridad 9.3 Correlaciones empíricas 9.6.1, Explique qué es la capa límite Explique la diferencia entre el coeficiente de transferencia de calor convectivo local y el coeficiente de transferencia de calor convectivo global. Cuáles son sus unidades? Defina y explique el significado de los números de Reynolds, Rayleigh y Nusselt Defina y de ejemplos de convección forzada Explique el significado de la expresión para la transferencia de calor promedio (Número de Nusselt promedio Nu x ) para una placa plana en flujo laminar en función de los números de Reynolds (Re) y Prandtl (P r) Nu x = 0.664Re 1/2 x P r 1/3 para P r > 0.6 (1) Explique el significado de la expresión para la transferencia de calor (Número de Nusselt Nu) para un cilindro cuya superficie externa está expuesta a un flujo cruzado, en función de los números de Reynolds (Re) y Prandtl (P r): Nu D = CRe m x P r 1/3 donde las constantes C y m dependen del número de Reynolds basado en el diámetro Explique el significado de la expresión para la transferencia de calor (Número de Nusselt Nu D ) para un fluido que circula en el interior de un conducto cilíndrico: Nu D = 4.36 para flujo de calor uniforme en la pared del conducto y Nu D = 3.66 para temperatura de pared constante Defina y describa ejemplos de convección natural Explique el significado de la expresión para la transferencia de calor (Número de Nusselt Nu L ) para la convección natural de un fluido en la vecindad de una placa vertical que se encuentra a una temperatura superior del medio ambiente Nu L = ( Ra 1/6 L (1 + (0.492/P r) 9/16 ) 8/27 ) 2 (2) 3

4 Explique el significado de la expresin para la transferencia de calor (Número de Nusselt Nu D ) para la convección natural de un fluido en la vecindad de un cilindro horizontal que se encuentra a una temperatura superior del medio ambiente: Nu D = ( Ra 1/6 D (1 + (0.559/P r) 9/16 ) 8/27 ) 2 (3) Escriba la ecuación de Navier-Stokes Describa dos tipos de condiciones de frontera para la ecuación de Navier Stokes Escriba la ecuación de transferencia de calor por convección forzada y explique porqué esta ecuación no constituye un problema cerrado 4

5 3. Radiación Incropera 3.1 Ley de Stefan-Boltzmann Absortividad Reflectividad Transmitividad Factor de vista , Escriba y explique la distribucin de Planck Escriba y explique la Ley de Stefan-Boltzmann Defina los siguientes conceptos Absorcin Absortividad Cuerpo negro Cuerpo gris Emisivdad Potencia emisiva Reflectividad Transmitividad 5