Punto Critico

Al incrementar el grosor del aislamiento térmico de una pared plana siempre disminuye la transferencia de calor. Cuanto más grueso sea el aislante más baja será la velocidad de transferencia de calor. Esto es así debido a que el área de la superficie de intercambio de calor pared-fluido no varía.

No ocurre lo mismo con las paredes cilíndricas o esféricas. En este caso, la resistencia total, y por tanto la potencia térmica, varía con el valor del radio exterior del aislamiento. Dicha variación responde a la curva de la figura:

 

Esto es debido a que el aislamiento adicional incrementa la resistencia a la conducción pero al mismotiempo disminuye la resistencia a la convección debido al aumento del área exterior.

Para calcular el radio crítico se parte de la expresión de transferencia de calor correspondiente al tipo de pared considerado en función de r2 , Q-punto ( r2 ) , se deriva esta expresión respecto a r2 , se iguala a 0 y se despeja r2. El valor resultante de r2 será el correspondiente al radio crítico.

Aproximadamente, si r1 < r2 < [ radio crítico + ( radio crítico - r1 ) ] la velocidad de transferencia de calor aumenta respecto a la pared sin aislamiento, si r2 > [ radio crítico + ( radio crítico - r1 ) ] la velocidad de transferencia de calor disminuye respecto a la pared sin aislamiento.

EXPRESIONES DEL RADIO CRITICO

PARED CILÍNDRICA => RADIO CRÍTICO = ka / ho

Donde:

ka: conductividad del aislante

ho: coeficiente de película

PARED ESFÉRICA => RADIO CRÍTICO = ( 2 ka ) / ho

Donde:

ka: conductividad del aislante
ho: coeficiente de película