FUNDAMENTOS DE LA CONVECCIÓN

indica cual es la ecuación de Fourier y la ecuación de Newton

ecuación de Newton

ecuación de Fourier

  1. Busca una definición para el numero Nusselt

Es un digito adimensional que mide el mejoramiento de la transferencia de calor

el significado físico del número de Nusselt

considere una capa de fluido de espesor L y diferencia de temperatura ΔT= T2 -T1

Formula

Nu = hLc/K

  1. ¿Qué significa flujo laminar y Flujo turbulento?

Flujo laminar

Es el movimiento de un flujo de partículas cuando este es ordenado

Flujo Turbulento

Es el movimiento de las partículas cuando se mueven desordenadamente

t7

s9

Las leyes de Newton son tres principios que sirven para describir el movimiento de los cuerpos, basados en un sistema de referencias inerciales

  1. mecanismo físico de la convección

La transferencia de calor por convección es complicada por que comprende movimiento de fluido mejora la transferencia de calor, ya que pone en contacto porciones mas calientes y mas frías del fluido. Por lo tanto, la velocidad de la transferencia de calor a través de un fluido es mucho mas alta por convección que por conducción

Primera ley o ley de la inercia.

Segunda ley o ley fundamental de la dinámica.

Tercera ley o principio de acción y reacción.

Σ F = 0 ↔ dv/dt = 0

Σ F= fuerza neta
dv/dt = velocidad y tiempo

F= m.a

F = fuerza neta

m = masa, expresada en Kg.

a = aceleración, expresada en m/s2 (metro por segundo al cuadrado).

F1-2 = ­F2-1

La fuerza del cuerpo 1 sobre el cuerpo 2

tipos de convección

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fourier (1)

se observa que la razón de la transferencia de calor por este mecanismo es proporcional a diferencia de la temperatura

considerando la transferencia de calor en estado estable a través de un fluido entre dos placas paralelas que se mantienen a temperaturas deferentes, como se muestran en la figura.

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La conducción de calor a través de un cuerpo está determinada por la Ley de Fourier. La misma que afirma que la velocidad del flujo o de conducción de calor por unidad de sección transversal o de área, es proporcional a la gradiente de temperatura que existe en el cuerpo.

dqx/ dt = tasa de fluido de calor

K= constante de proporcionalidad

T= temperatura

t= tiempo

x= espesor

  1. Prand

Es un numero adimensional llamado así por inventor ing. alemán Ludwig Prandtl

Numero de metales líquidos

Formula

Efectúa un rango de 0.01 a 0.001 es la difusividad térmica relacionada con la velocidad

Pi= velocidad de difusión viscosa/ Velocidad de difusion termica

Num.. de prandtl laminar

Num. de Prantl para sodio

Num. de prandtl Turbulento

Fluido Prandtl

Viscocidad Dinamica

Viscocidad

Condustividad Termica Cinematica

Calor especifico

Difusividad Termica

fórmula para las tres fuguras

qconv=h(ts - t∞ ) (w/m^2)

C1.1

C2.2

  1. Buscar las definiciones de convección natural y convección forzada

C3.3

C4.4

conveccion natural-. en la conveccion natural el flujo resulta solamente de la diferencia de temperaturas del fluido en presencia de la fuerza gravitacional, puesto que la densidad del fluido disminuye con el incremento de temperatura.

en la conveccion forzada se obliga al fluido a fluir mediante medios externos, como un ventilador o una bomba.

C5.5

CLASIFICACIÓN DE LOS FLUJOS DE FLUIDOS

comportamiento de los fluidos en reposo o en movimiento image

Flujo laminar en comparación con el turbulento

Flujo estacionario en comparación con el no estacionario

Flujo interno en comparación con el externo

Flujo natural (o no forzado) en comparación con el forzado

Flujos unidimensional, bidimensional y tridimensional

Flujo compresible en comparación con el incompresible

Región viscosa de flujo en comparación con la no viscosa

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dependiendo de si se fuerza ese fluido a fluir en un canal confinado o sobre una superficie.

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densidades constantes e incomprensible image

Gases muy comprensibles
Líquidos comprensibilidad muy baja image

Flujo turbulento image

Flujo laminar image

Flujo estacionaron = constante respecto al tiempo

Flujo no estacionario = cambian con el tiempo

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Flujo Forzado image

Flujo Natural image

Número de Reynolds

h=coeficiente de transferencia de calor por conveccion, W/m2 *ºC
As=area superficial de transferencia de calor, m2
Ts= temperatura de la superficie, ºC
Tinfito= temperatura del fluido suficientemente lejos de la superficie, ºC

El régimen de flujo depende de fuerzas de inercia a las fuerzas viscosas en el fluido = Re

Formula

Es una cantidad adimensional
Cuando el flujo se vuelve turbulento se llama número crítico de Reynolds

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Qconv=hAs(Ts-T∞) (w)