Cálculo de la transferencia de calor en estado transitorio para una probeta estandarizada para el ensayo Jominy

Resumen

En los tratamientos térmicos, usualmente, para determinar la efectividad del procedimiento se tienen en cuenta variables como la variación de temperatura, tiempo y método de enfriamiento; variables que permiten predecir un resultado aproximado. Este método se emplea para mejorar las propiedades de un material según las características deseadas y su aplicación. Por esto, se han estudiado teorías y estrategias para conocer la transferencia de calor; como las diferencias finitas, el cual soluciona ecuaciones de calor determinando la temperatura del elemento en diferentes puntos, dependientes de su ubicación e interacción con el ambiente en exposición. De esta manera, el trabajo de investigación explica el cálculo de la transferencia de calor en estado transitorio, con variables determinadas, para el proceso de enfriamiento de la probeta del ensayo Jominy, donde el acero es sometido a un tratamiento de temple con agua. Se plantearon las ecuaciones en el programa Excel, teniendo en cuenta las propiedades del metal, y el medio, centrándose en el coeficiente de convección, y conductividad térmica; por consiguiente, se determinó el cambio de temperatura en el tiempo, según lo especificado en la norma ASTM A255-20. Estos resultados se compararon con los del programa de ANSYS STUDENT R2, y la solución de las ecuaciones planteadas en el programa Python, combinando la lógica matemática con los códigos del programador.