Conductividad térmica
La conductividad térmica es una propiedad que depende del material. Indica la facilidad con la que un material transmite el calor por conducción. Los materiales con alta conductividad térmica transmiten el calor rápidamente. Por el contrario, los materiales con baja conductividad térmica actúan como aislantes térmicos.
En la ingeniería de procesos, la conductividad térmica influye en el transporte de calor en sólidos, materiales a granel, líquidos y gases. Es determinante para los tiempos de calentamiento y enfriamiento, la distribución de la temperatura y la eficiencia energética.
Sin embargo, en el caso de los materiales a granel, la conductividad térmica efectiva no depende únicamente del propio material. También influyen la porosidad, la densidad aparente, las superficies de contacto y los gases atrapados. Los materiales a granel en movimiento suelen presentar una transferencia térmica efectiva mayor que los que están en reposo.
La conductividad térmica es especialmente importante en el diseño de mezcladores, reactores, secadores y aparatos de transferencia de calor. Determina la rapidez con la que el calor pasa del medio de calentamiento o enfriamiento al producto. El flujo de calor por conducción térmica puede describirse de la siguiente manera:
Qdot = -λ * A * (dT / dx)
- Qdot es el flujo de calor (W)
- λ es la conductividad térmica (W/(m·K))
- A es la superficie de transferencia de calor (m²)
- dT/dx es el gradiente de temperatura (K/m)
El signo negativo indica que el calor fluye siempre hacia donde la temperatura es más baja.