Procesos de fabricación I
Procesos físicos
AD.02.01.02 Transmisión de calor
Índice
1. El calor en los procesos de fabricación 2. La transmisión de calor 3. Mecanismos de transmisión 4. Conducción 5.Ecuación de conducción de calor 6. Convección 7. Ecuación de convección 8. Radiación 9. Ecuación de radiación 10. Medición de temperatura 11.Conclusiones
Objetivo
El estudiante identificará los principales conceptos y definiciones en relación con el fenómeno de transmisión de calor
Introducción
Los procesos de manufactura son parte esencial de la industria en México por lo tanto el conocer los fundamentos teóricos que abarcan los procesos físicos y químicos que acompañan y sustentan a los procesos de transformación y de manufactura es de vital importancia para la ingeniería.
El calor en los procesos de fabricación
En la industria, el calor se usa para fundir, secar, soldar, moldear y transformar materiales.
Controlar cómo se transfiere el calor permite mejorar la eficiencia energética, evitar deformaciones o defectos, y lograr productos de mejor calidad.
Comprender cómo fluye la energía térmica es clave para operar hornos, intercambiadores de calor, moldes y cámaras de secado.
La transferencia de calor forma parte de los procesos físicos.
La transmisión de calor
La transmisión de calor es el paso de energía térmica de un cuerpo a otro, cuando existe una diferencia de temperatura.
El calor fluye siempre del cuerpo más caliente al más frío.
Mecanismos de transmisión
Existen tres formas principales en que el calor se transmite:
1. Conducción
2. Convección
3. Radiación
Cada una tiene un comportamiento distinto y se presenta en diferentes materiales y condiciones.
Conducción
La conducción ocurre cuando el calor se transmite a través de un sólido, sin que el material se mueva.
Ejemplo: una cuchara de metal caliente.
Se da más rápido en materiales metálicos que en aislantes
Convección
La convección ocurre cuando el calor se transfiere mediante el movimiento de un fluido (líquido o gas).
Ejemplo: agua hirviendo o aire caliente en un horno.
Es común en sistemas de enfriamiento o calefacción industrial.
Radiación
La radiación térmica es la transferencia de calor por ondas electromagnéticas, sin necesidad de contacto.
Ejemplo: calor del sol, hornos infrarrojos.
Es el único mecanismo que puede ocurrir en el vacío
Medición de la temperatura
La temperatura se mide con instrumentos como:
- Termómetros
- Termopares
- Pirómetros
Una medición precisa garantiza seguridad y calidad.
Conclusión
- La transmisión de calor es una herramienta clave en la industria.
- Conocer los mecanismos, parámetros y riesgos permite optimizar procesos, ahorrar energía y garantizar calidad.
- Dominar este tema te ayudará a diseñar y operar equipos térmicos con eficiencia.
Fuentes
- Groover, M. P. (2012). Fundamentos de manufactura moderna (4.ª ed.). McGraw-Hill.
Claudia Esperanza Flores de la Rosa.Universidad Politécnica de Ramos Arizpe Danny Anggel Lagunas Chavarría. Universidad Politécnica de Querétaro
Héctor Ulises Rincón Mayorga. Universidad Politécnica de Chiapas
Danny Anggel Lagunas Chavarría. Universidad Politécnica de Querétaro
Mario García Castañón. Universidad Politécnica de San Luis Potosí
Ecuación de conducción de calor
La Ley de Fourier, que es la ecuación principal para describir la transferencia de calor por conducción:
Q=-kA dTdx
Q = cantidad de calor transferido por unidad de tiempo (W)
k = conductividad térmica del material (W/m·K)
A = área transversal a la dirección del flujo de calor (m²)
dT/dx = gradiente de temperatura (°C/m o K/m)
El signo (–) indica que el calor fluye en la dirección de mayor a menor temperatura
Ecuación de radiación
La ecuación más utilizada para describir los fenómenos de radiación es la ley de Stefan-Boltzmann, que calcula la energía térmica irradiada por un cuerpo debido a su temperatura. Q = energía térmica irradiada por unidad de tiempo (W) ε = emisividad del material (valor entre 0 y 1) σ = constante de Stefan-Boltzmann (5.67 × 10⁻⁸ W/m²·K⁴) A = área de la superficie emisora (m²) T = temperatura absoluta del cuerpo (K)
Ecuación de convección
La ecuación fundamental para explicar el fenómeno de convección es la ley de enfriamiento de Newton, que describe cómo se transfiere calor entre una superficie sólida y un fluido en movimiento (líquido o gas) que está en contacto con ellaQ = cantidad de calor transferido por unidad de tiempo (W) h= coeficiente de transferencia de calor por convección (W/m²·K) A = área de contacto entre el fluido y la superficie (m²) Ts = temperatura de la superficie (°C o K) Tf = temperatura del fluido (°C o K)
AD.AD.02.01.02 Transmisión de calor de calor
Dr. Rosendo Chávez
Created on March 17, 2026
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Procesos de fabricación I
Procesos físicos
AD.02.01.02 Transmisión de calor
Índice
1. El calor en los procesos de fabricación 2. La transmisión de calor 3. Mecanismos de transmisión 4. Conducción 5.Ecuación de conducción de calor 6. Convección 7. Ecuación de convección 8. Radiación 9. Ecuación de radiación 10. Medición de temperatura 11.Conclusiones
Objetivo
El estudiante identificará los principales conceptos y definiciones en relación con el fenómeno de transmisión de calor
Introducción
Los procesos de manufactura son parte esencial de la industria en México por lo tanto el conocer los fundamentos teóricos que abarcan los procesos físicos y químicos que acompañan y sustentan a los procesos de transformación y de manufactura es de vital importancia para la ingeniería.
El calor en los procesos de fabricación
En la industria, el calor se usa para fundir, secar, soldar, moldear y transformar materiales. Controlar cómo se transfiere el calor permite mejorar la eficiencia energética, evitar deformaciones o defectos, y lograr productos de mejor calidad. Comprender cómo fluye la energía térmica es clave para operar hornos, intercambiadores de calor, moldes y cámaras de secado. La transferencia de calor forma parte de los procesos físicos.
La transmisión de calor
La transmisión de calor es el paso de energía térmica de un cuerpo a otro, cuando existe una diferencia de temperatura.
El calor fluye siempre del cuerpo más caliente al más frío.
Mecanismos de transmisión
Existen tres formas principales en que el calor se transmite:
1. Conducción 2. Convección 3. Radiación
Cada una tiene un comportamiento distinto y se presenta en diferentes materiales y condiciones.
Conducción
La conducción ocurre cuando el calor se transmite a través de un sólido, sin que el material se mueva. Ejemplo: una cuchara de metal caliente. Se da más rápido en materiales metálicos que en aislantes
Convección
La convección ocurre cuando el calor se transfiere mediante el movimiento de un fluido (líquido o gas). Ejemplo: agua hirviendo o aire caliente en un horno. Es común en sistemas de enfriamiento o calefacción industrial.
Radiación
La radiación térmica es la transferencia de calor por ondas electromagnéticas, sin necesidad de contacto. Ejemplo: calor del sol, hornos infrarrojos. Es el único mecanismo que puede ocurrir en el vacío
Medición de la temperatura
La temperatura se mide con instrumentos como:
- Termómetros
- Termopares
- Pirómetros
Una medición precisa garantiza seguridad y calidad.Conclusión
Fuentes
Claudia Esperanza Flores de la Rosa.Universidad Politécnica de Ramos Arizpe Danny Anggel Lagunas Chavarría. Universidad Politécnica de Querétaro
Héctor Ulises Rincón Mayorga. Universidad Politécnica de Chiapas
Danny Anggel Lagunas Chavarría. Universidad Politécnica de Querétaro
Mario García Castañón. Universidad Politécnica de San Luis Potosí
Ecuación de conducción de calor
La Ley de Fourier, que es la ecuación principal para describir la transferencia de calor por conducción: Q=-kA dTdx Q = cantidad de calor transferido por unidad de tiempo (W) k = conductividad térmica del material (W/m·K) A = área transversal a la dirección del flujo de calor (m²) dT/dx = gradiente de temperatura (°C/m o K/m) El signo (–) indica que el calor fluye en la dirección de mayor a menor temperatura
Ecuación de radiación
La ecuación más utilizada para describir los fenómenos de radiación es la ley de Stefan-Boltzmann, que calcula la energía térmica irradiada por un cuerpo debido a su temperatura. Q = energía térmica irradiada por unidad de tiempo (W) ε = emisividad del material (valor entre 0 y 1) σ = constante de Stefan-Boltzmann (5.67 × 10⁻⁸ W/m²·K⁴) A = área de la superficie emisora (m²) T = temperatura absoluta del cuerpo (K)
Ecuación de convección
La ecuación fundamental para explicar el fenómeno de convección es la ley de enfriamiento de Newton, que describe cómo se transfiere calor entre una superficie sólida y un fluido en movimiento (líquido o gas) que está en contacto con ellaQ = cantidad de calor transferido por unidad de tiempo (W) h= coeficiente de transferencia de calor por convección (W/m²·K) A = área de contacto entre el fluido y la superficie (m²) Ts = temperatura de la superficie (°C o K) Tf = temperatura del fluido (°C o K)