Estoy tratando de calcular numéricamente el intercambio de calor macroscópico en un sistema simple: un cuerpo sólido rodeado de gas, inicialmente a diferentes temperaturas. Desafortunadamente, no pude encontrar ninguna referencia para estimar la conductancia térmica en la interfaz. (Aka, la relación entre el intercambio de calor y la diferencia de temperatura en un área unitaria, en vatios por metro cuadrado por Kelvin)
Solo me preocupa el efecto difusivo, no el comportamiento radiativo ni convectivo.
¿Alguien tiene alguna referencia para escenarios comunes? Estoy buscando valores del mundo real aquí. Supongo que el valor al menos depende del material del sólido (aluminio, granito, madera, etc.), la rugosidad de la superficie, el gas (nitrógeno, dióxido de carbono, etc.), la presión, etc. Puntos de bonificación si alguien tiene una idea de cuánto varía la conductividad térmica con los parámetros del sistema (como cuánto aumenta la conductancia térmica si la presión del gas se duplica).
EDITAR: Hizo la pregunta no solo sobre metal/aire.
La conductancia térmica (macroescala) de una interfaz fluido-sólido generalmente se supone que es infinita.
De Fundamentals of Heat and Mass Transfer de Incropera & DeWitt , 7.ª ed., §6.1.2, The Thermal Boundary Layer:
"Considérese... una placa plana isotérmica. Las partículas de líquido que entran en contacto con la placa alcanzan el equilibrio térmico a la temperatura de la superficie de la placa. A su vez, estas partículas intercambian energía con las de la capa de líquido adyacente y se desarrollan gradientes de temperatura. en el fluido
(La transferencia de calor a través de brechas de microescala y nanoescala, donde el tamaño de la brecha es comparable o menor que el camino libre medio molecular, se analiza en Zhang, ZM, Nano/Microscale Heat Transfer , McGraw-Hill, Nueva York, 2007, por ejemplo, pero dado que se refirió a un objeto "rodeado" de aire, probablemente no sea relevante aquí).
Chet Miller
quimiomecánica
jon custer
Marsya Kaustentein