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Programa hecho en Matlab usando App Designer, para analizar la transferencia de calor en un curador de resinas. Las resinas pueden ser de espesor variable y de diferentes materiales. Trabaja con el método de diferencias finitas.

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Métodos Númericos para la Conducción de Calor


Programa hecho en Matlab usando App Designer, para analizar la transferencia de calor en un curador de resinas. Las resinas pueden ser de espesor variable y de diferentes materiales. Trabaja con el método de diferencias finitas explícito.

En la siguiente imagen se muestra el esquema del curador de resinas:


Se hacen las siguientes consideraciones:

  • Se considera un sistema de régimen transitorio en una dimensión.
  • Coordenadas rectangulares.
  • Se toma la superficie inferior como aislada.
  • Se considera la transferencia de calor por convección y por conducción.
  • Se consideran tres regiones M=3.
  • Se asume que 𝑇i = 𝑇0i = 𝑇1i = 𝑇2i = Temperatura inicial de la resina ( °𝐶 )

Al introducir los siguientes datos:

  • Material de la resina
  • Densidad ( ρ ) [ kg/m3 ]
  • Espesor ( L ) [ m ]
  • Calor Especifico ( Cp ) [ J/kg °𝐶 ]
  • Coeficiente de Transferencia de Calor por convección ( h ) [ W/m2 °𝐶 ]
  • Conductividad Térmica ( k ) [ W/m °𝐶 ]
  • Tiempo Transcurrido [ minutos ]
  • Temperatura Inicial ( Ti ) [ °𝐶 ]
  • Temperatura del aire ( Too ) [ °𝐶 ]

Como se Utiliza?


  1. Se debe tener instalado Matlab.
  2. Para iniciar el programa dar doble click al mismo en la carpeta donde se ubique.
    icon
    Nota: Si no se abre o se abre de manera incorrecta, escribir en la ventana de comandos o Command Window " appdesigner " y abrir desde la ventana emergente localizando el archivo y despues presionando el botón Run.
  3. Se abrira el programa listo para utilizar. Se deben introducir los datos iniciales que se solicitan en la pestaña Registro de Datos.
    AppEjecutada
    DatosListos
  4. Luego, dirigirse a la pestaña Fourier. Allí el programa aplica el criterio de estabilidad para determinar el máximo ∆t, al dar click en el botón Calcular.
    Estabilidad
  5. Posteriormente, se solicita introducir el número de iteraciones que desea que el programa realice, las mismas se seleccionan a conveniencia del usuario. El programa automaticamente revisará si estas cumplen con el criterio de estabilidad y mostrará el diferencial de tiempo que corresponde a ese número de iteraciones. Si lo cumplen se encendera la luz verde.

    En este caso no cumple:
    NoCumple

    En este caso lo cumple:
    Cumple
  6. Despues dirijase a la pestaña Temperaturas. Al dar click en el botón Ver Temperaturas, apareceran las temperaturas correspondientes a los tres nodos considerados de la resina en el tiempo transcurrido.
    Nota: Según el número de iteraciones, este resultado podría tardar más en resolverse. VerTemp

    La ubicación de esos tres nodos en la resina se obtiene mediante la ecuación: ∆x = L/( M- 1 ), siendo la distancia desde el origen del nodo central.


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