Sesión Práctica 8

1. Determinar los grupos adimensionales que pueden formarse con las variables que describen el flujo de un fluido sobre un cuerpo sólido de forma esférica.

Considere como magnitudes relevantes para calcular la fuerza ejercida por el fluido sobre la esfera: la velocidad media del fluido, la densidad del fluido, la viscosidad del fluido y el diámetro de la esfera.

1.a) Siga los pasos del ejemplo visto en clase, empezando por completar la tabla siguiente:

Variable Unidades L(m) M(Kg) T(°C)

F (°C) 0 0 1

V cm/s 1m/100cm 0 0

ρ Kg/m3 -3 1 0

μ Kg/m s -1 1 0

D In 0.0254 0 0

1.b) Escoja como variables de referencia: D, V y ρ y proceda siguiendo los pasos del ejemplo de clase.

2. Cuando ocurre transferencia de calor por convección forzada dentro de una tubería, se utilizan las siguientes correlaciones, dependiendo de si el flujo es laminar o turbulento:

Considerando que La segunda de estas correlaciones es válida si es válida si:

2.a) Determina cuál de las correlaciones corresponde utilizar en este caso La correlación que se usa para poder realizar el siguiente caso es el de flujo altamente turbulento ya que tenemos que nuestro ReD Pr es mayor a 10 con lo cual se elige la primera correlación

2.b) Valiéndose de esas correlaciones resuelve el problema siguiente:

Agua a 60 °C entra a un tubo de 1 in de diámetro interno y 100 in de longitud, a una velocidad media de 2 cm/s. Calcula el coeficiente de transferencia de calor promedio si la temperatura de la pared del tubo se mantiene constante a 80 °C.

2.c) Se anexa una hoja de Excel que permite hacer los cálculos que requiere la correlación, revísala y realiza lo siguiente:

1. Analiza la forma como se realizan los cálculos de los diferentes números adimensionales involucrados.

2. Repite los cálculos para diferentes valores de los parámetros del problema, verificando siempre que se cumplen las condiciones de validez de la correlación.

3. Cuando el fluido es completamente turbulento (Re > 20, 000) la correlación que debe usarse es:

Realiza una hoja de cálculo, análoga a la que se anexó, pero para el caso de flujo turbulento.

4. Ve a la página de simuladores del curso y utiliza los simuladores de Mathematica que corresponden para estudiar estos casos.