Sesión Ecuaciones Diferenciales y aplicacionesESTUDIO ANALÍTICO DE LA TRANSFERENCIA DE CALOR EN RÉGIMEN ESTACIONARIO DE TRES SÓLIDOS EN CONTACTO CON FLUJO CONTINUO Y SALTO TÉRMICO EN CADA INTERFAZ
Guillermo Federico Umbricht
Universidad Austral, Argentina - Esta dirección de correo electrónico está siendo protegida contra los robots de spam. Necesita tener JavaScript habilitado para poder verlo.
Este trabajo presenta un estudio analítico de la conducción de calor en estado estacionario en un sistema compuesto por tres sólidos en contacto, considerando la continuidad del flujo de calor y los saltos de temperatura en las interfaces. La metodología es aplicable a configuraciones geométricas arbitrarias y a la presencia de fuentes de calor internas dentro de cada sólido. Se emplean métodos variacionales combinados con el teorema del punto fijo para establecer rigurosamente condiciones suficientes para la existencia y unicidad de la solución. Se demuestra que los parámetros de resistencia interfacial desempeñan un papel clave en la determinación de la distribución de temperatura y en el mantenimiento de la continuidad del flujo de calor a través de las interfaces.
Se aprecia también la dependencia continua de la solución con respecto a las fuentes de calor internas en los tres sólidos, lo que proporciona un marco matemático sólido para el análisis de sistemas multicapa complejos. Se presentan varios ejemplos ilustrativos con diferentes características físicas, que confirman el comportamiento esperado del sistema y resaltan la influencia de las propiedades de las interfaces y de las fuentes internas sobre el campo de temperatura global.
El estudio se centra en la conducción lineal en estado estacionario con efectos interfaciales lineales, lo que permite un tratamiento analítico riguroso. Si bien los efectos transitorios, los fenómenos interfaciales no lineales o condiciones de frontera más complejas están fuera del alcance de este trabajo, la formulación propuesta proporciona una base para su futura investigación.
En conjunto, este enfoque ofrece una herramienta general, rigurosa y práctica para el análisis de la transferencia de calor en sistemas compuestos con múltiples interfaces, tales como materiales en capas y dispositivos microestructurados, donde la resistencia térmica interfacial desempeña un papel significativo. Los resultados contribuyen a una comprensión más profunda de la transferencia de calor en interfaces y proporcionan un marco versátil para aplicaciones en ingeniería.
Trabajo en conjunto con: Domingo Alberto Tarzia (Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET), Godoy Cruz 2290, Ciudad Autónoma de Buenos Aires (C1425FQB), Argentina, Departamento de Matemática, Facultad de Ciencias Empresariales, Universidad Austral, Paraguay 1950, Rosario (S2000FZF), Santa Fe, Argentina) y Mara Rossani (Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET), Godoy Cruz 2290, Ciudad Autónoma de Buenos Aires (C1425FQB), Argentina, Departamento de Matemática, Facultad de Ciencias Empresariales, Universidad Austral, Paraguay 1950, Rosario (S2000FZF), Santa Fe, Argentina).