Transferencia DE CALOR - U

INGENIERÍA DE INCENDIOS
TRANSFERENCIA DE CALOR
Importancia de la estabilidad
estructural.
Temperature
Pre-Flashover
Post-Flashover
1000-1200°C
Flashover
Natural fire curve
ISO834 standard fire
curve
Time
Ignition - Smouldering
Heating
Cooling ….
FORMAS DE TRANSFERENCIA
 CONDUCCIÓN
 CONVECCIÓN
 RADIACIÓN
CONDUCCIÓN
 Conductividad Térmica:
q
[w/m K]
e
Conductividad Térmica
Aluminio
200 W/mºC
Acero
60 W/mºC
Hormigón
1,60 W/mºC
Ladrillo macizo
0,50 W/mºC
Madera
0,20 W/mºC
Aislantes
0,04 W/mºC
CONVECCIÓN
 Coeficiente de Película: h [w/m2 K]
 Capa Límite.
Muro caso Incendio Estándar.
 Cara expuesta h=
 Cara no expuesta h=
q h
RADIACIÓN
 Emisividad: []
 Ejemplo de radiación entre caras planas.
 Emisividad Media Incendio-Elemento estructural
 Emisividad Incendio
m
f
 Emisividad Estructura
e
 Cte. de Stefan-Boltzman: 5.67*10-8 [w/m2 K4]
 Q= * *(Ts4 –Ta4)
.
LAS TRES FORMAS.
PROPIEDADES DE MATERIALES
EN CONDICIÓN DE INCENDIO
0.500
0.400
Manta…
0.300
0.200
0.100
0.000
0
100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000110012001300
Temperatura [ºC]
Manta Cerámica
1400
1200
Calor Específico
[J/kg K]
Conductividad Térmica [w/mK]
Manta Cerámica
0.600
1000
800
Manta…
600
400
200
0
0
100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000110012001300
Temperatura [ºC]
PROPIEDADES DE MATERIALES
EN CONDICIÓN DE INCENDIO
Hormi…
0
100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300
Temperatura [ºC]
Hormigón
Calor Específico [J/kgK]
Conductividad Térmica [w/mK]
Hormigón
1.80
1.60
1.40
1.20
1.00
0.80
0.60
0.40
0.20
0.00
1200
1000
800
600
Hormi…
400
200
0
0
100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300
Temperatura [ºC]
PROPIEDADES DE MATERIALES
EN CONDICIÓN DE INCENDIO
Hormigón
Densidad [kg/m3]
3000
2500
2000
1500
Hormi…
1000
500
0
0
100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300
Temperatura [ºC]
PROPIEDADES DE MATERIALES
EN CONDICIÓN DE INCENDIO
Acero
50
40
30
Acero
20
10
0
0
100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300
Temperatura [ºC]
Acero
6000
Calor Específico [J/kg k]
Conductividad [w/m k]
60
5000
4000
3000
Acero
2000
1000
0
0
100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300
Temperatura [ºC]
Transferencia en caso de Incendio
a la estructura.
 Conducción interna en el elemento.
 Aporte de calor vía Convección y Radiación.

m=0,5 ( s=0,625
 h expuesto=25
f=0,8)
h no expuesto=8
Caso Dinámico y Estático.
Programa de Calentamiento.

Derivación de conducción entre celdas.






Tmi+1=(1-2*Fo) Tmi + Fo (Tm-1i+Tm+1i)
Condiciones de borde.
El calor entra solo por radiación y convección en la celda expuesta.
Conducción es lo que sucede inter celdas.
La celda final recibe por conducción y almacena todo (caso adiabático), o disipa por
radiación y convección hacia el ambiente.
Criterio de Convergencia Fo < 0.5
PARÁMETRO RELEVANTE
 Difusividad:
ACERO
1,59 *10^-5
HORMIGÓN
8,48*10^-7
COMPORTAMIENTO TÉRMICO
IMPORTANCIA DE UN BUEN MODELO DE
TRANSFERENCIA DE CALOR
 Criterios térmicos de falla.
 T° cara no expuesta al incendio
(Compartimentación)
 Criterios estructurales de falla.
 T° critica de colapso.
PROPIEDADES MECÁNICAS ACERO
PROPIEDADES MECÁNICAS HORMIGÓN