CONVECCION-CUADRO-SINOPTICO.docx

TRANSFERENCIA DE CALORNOMBRE: JUAN MALLA

Principios de la Convección

Fricción del fluido y transferencia de calor

Se relacionara directamente la resistencia de fricción a la transferencia de calor.Por lo que se puede expresar el

esfuerzo cortante en términos de:

Con la ecuación presentada podemos hallar el esfuerzo

cortante.

Con esta ecuación podemos definir el coeficiente de

fricción.Um es la velocidad media

del fluido.

analogía de Reynolds que expresa la relación entre la

fricción de fluido y la transferencia de calor sobre

una placa

Transferencia de calor en la capa límite turbulenta

Mientras más lejos el flujo es turbulento, se puede hablar de viscosidad turbulenta y conductividad

turbulenta por lo que pueden ser 10 veces mayores que los valores moleculares.

Para calcular la velocidad instantánea se puede establecer mediante la suma

de la velocidad media del flujo y la velocidad media, u’ es la fluctuación a

partir de la media.

Fluctuaciones turbulentas en el

tiempo.

Cuando la porción turbulenta se mueve hacia arriba v’>0 , entra en una región de ú superior y por tanto debe efectuar una

fluctuación de disminución en ú por lo tanto ú<0.

el número turbulento de Prandtl queda definido

como:

Espesor de la capa límite turbulenta

perfil de la velocidad en una capa limite turbulenta, fuera de la sub-

capa laminar puede describirse por una relación a la potencia (1/7).

δ espesor de la capa limite

Usando la ecuación de la

integral de momento para gradiente de presión cero

junto con el perfil de velocidad y el esfuerzo cortante

en la pared se tendrá

Hay dos situaciones en las que se puede integrar:

La capa limite es turbulenta por completo a partir del borde principal

de la placa

La capa limite sigue un patrón de crecimiento

laminar hasta Re=5E5 y un crecimiento turbulento en

seguida.

flujo laminar en un tubo y flujo turbulento en un tubo

puede ser laminar o turbulento dependiendo de la condiciones en las que

este establecido

A velocidades bajas será laminar por lo contrario se convertirá en turbulento al

sobrepasar el valor critico de velocidad

Para el flujo de un tubo circular, el número de

Reynolds se define como

Vprom velocidad promedio del flujo

D diámetro del tuboV=u/p viscosidad

cinemática

.Region en la que el flujo cambia aleatoriamente entre laminar y turbulento

El número de Reynolds y el número de Nusselt con el factor

de fricción para el flujo de tubos circulares o que no son

circulares se basan en el diámetro hidráulico Dh que se

establece como:

Ac es el área de la sección transversal del

tubo p es su perímetro

la corriente a alta velocidad

considerar una pared con aislante eficaz (adiabático).

cusas :

Incremento de la temperatura del

fluido al transportar al

reposo

Efecto de calentamiento

debido a la disipación de

calor

La temperatura de una pared mayor a la temperatura de la

corriente libre aunque no tenga lugar la transferencia de calor

io es la entalpia de estancamiento

del gas

En capas limite a alta velocidad pueden ocurrir gradientes de temperatura considerables y habrá variaciones correspondientes latas a través de la

capa limite.

simplificando las relaciones usadas para cálculos de transferencia de calor a alta

velocidad

M∞ = U ∞/ a número de Mach

a es la velocidad acústica

a que significa la velocidad de una gas

perfecto se puede calcular con la siguiente ecuación:

Entonces el número de Stanton se define como:

Modo de transferencia de energía entre una superficie sólida y el líquido o gas adyacentes que están en movimiento y comprende los efectos combinados de la conducción y el movimiento de

fluidos