PARED ADIABÁTICA » Qué es, Importancia, Aplicaciones

Posiblemente alguna vez has oído el término pared adiabática pero aún no comprendes su significado, en ese caso lee este artículo donde te lo explicamos.

Qué es una pared adiabática

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En termodinámica, una pared adiabática entre dos sistemas termodinámicos no permite que el calor o la materia la atraviese.

En las investigaciones teóricas, a veces se supone que uno de los dos sistemas es el entorno del otro.

Entonces, se supone que el trabajo transferido es reversible dentro de los alrededores, pero en termodinámica no se asume que el trabajo transferido es reversible dentro del sistema.

El supuesto de reversibilidad en el entorno tiene la consecuencia de que la cantidad de trabajo transferido está bien definida por las variables macroscópicas del entorno.

En consecuencia, a veces se dice que los alrededores tienen un depósito de trabajo reversible.

Junto con la idea de un muro adiabático se encuentra la de un recinto adiabático.

Es fácil que un sistema tenga algunos límites que sean adiabáticos y otros que no lo sean.

Cuando algunos no son adiabáticos, entonces el sistema no está cerrado de manera adiabática, aunque la transferencia de energía adiabática como trabajo puede ocurrir a través de las paredes adiabáticas.

Por qué son importantes

El recinto adiabático es importante porque, según un autor ampliamente citado, Herbert Callen:

“un requisito previo esencial para la medición de la energía es la existencia de paredes que no permiten la transferencia de energía en forma de calor”.

En cuanto a la termodinámica, es habitual asumir a priori la existencia física de recintos adiabáticos, aunque no es habitual etiquetar este supuesto por separado como un axioma o ley numerada.

Las paredes adiabáticas son conceptos teóricos porque, de existir, serían un perfecto aislamiento térmico.

En la actualidad, cualquier aislamiento térmico, por muy bueno que sea, siempre permite cierta transferencia de energía térmica.

Temperatura de la pared adiabática

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La temperatura de la pared adiabática es la temperatura adquirida por una pared en el flujo de líquido o gas si se observa la condición de aislamiento térmico en ella.

Se expresa como (∂T / ∂n) w = 0 o = 0. Se denota como Tr o Teq.

A veces se le llama temperatura de equilibrio y, en aerodinámica, temperatura de recuperación.

Una distinción entre la temperatura de la pared adiabática y una temperatura de flujo característica puede depender de la liberación de calor disipativo en la capa límite, en la existencia de una naturaleza diferente, en el flujo de fuentes de calor internas y en el efecto térmico de otros cuerpos (paredes).

En este caso, si hay transferencia de calor entre la pared y el flujo, es decir, en = 0, el campo de temperatura en el fluido puede representarse como una superposición del campo de temperatura en = 0 en el campo natural, que se produciría por la pared en ausencia de factores perturbadores, es decir, la liberación de calor interno o el efecto de otras paredes.

Aplicación real de la pared adiabática

A continuación veamos un caso real en el que se usa el concepto de pared adiabática.

Evaluación de la temperatura de la pared adiabática en una turbina de alta velocidad

Las estimaciones de los flujos de calor por convección son particularmente vitales para evaluar la integridad termomecánica de los componentes de una turbomáquina.

Las mediciones se realizaron en una instalación de tubos de compresión, capaz de reproducir los números de representantes de motores Reynolds y Mach.

Se usaron medidores de película delgada de doble capa para monitorear la distribución de la temperatura dependiente del tiempo alrededor de la superficie aerodinámica.

Se realizaron varias pruebas a diferentes temperaturas de metal para obtener la temperatura de la pared adiabática.

Con este experimento se pudieron cuantificar los efectos independientes sobre el flujo de calor inestable de las fluctuaciones de la temperatura del gas y la inestabilidad de la capa límite.

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