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FUNDAMENTOS DE LA CONVECCIÓN - Coggle Diagram
FUNDAMENTOS DE LA CONVECCIÓN
indica cual es la ecuación de Fourier y la ecuación de Newton
ecuación de Newton
Las leyes de Newton son tres principios que sirven para describir el movimiento de los cuerpos, basados en un sistema de referencias inerciales
Primera ley o ley de la inercia.
Σ F = 0 ↔ dv/dt = 0
Σ F= fuerza neta
dv/dt = velocidad y tiempo
Segunda ley o ley fundamental de la dinámica.
F= m.a
F = fuerza neta
m = masa, expresada en Kg.
a = aceleración, expresada en m/s2 (metro por segundo al cuadrado).
Tercera ley o principio de acción y reacción.
F1-2 = F2-1
La fuerza del cuerpo 1 sobre el cuerpo 2
ecuación de Fourier
dqx/ dt = tasa de fluido de calor
K= constante de proporcionalidad
T= temperatura
t= tiempo
x= espesor
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.
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
¿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
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
tipos de convección
fórmula para las tres fuguras
qconv=h(ts - t∞ ) (w/m^2)
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
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.
Qconv=hAs(Ts-T∞) (w)
Prand
Es un numero adimensional llamado así por inventor ing. alemán Ludwig Prandtl
Numero de metales líquidos
Efectúa un rango de 0.01 a 0.001 es la difusividad térmica relacionada con la velocidad
Num.. de prandtl laminar
Num. de Prantl para sodio
Num. de prandtl Turbulento
Formula
Pi= velocidad de difusión viscosa/ Velocidad de difusion termica
Fluido Prandtl
Viscocidad Dinamica
Viscocidad
Condustividad Termica Cinematica
Calor especifico
Difusividad Termica
Buscar las definiciones de convección natural y convección forzada
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.
CLASIFICACIÓN DE LOS FLUJOS DE FLUIDOS
comportamiento de los fluidos en reposo o en movimiento
Flujo laminar en comparación con el turbulento
Flujo turbulento
Flujo laminar
Flujo estacionario en comparación con el no estacionario
Flujo estacionaron = constante respecto al tiempo
Flujo no estacionario = cambian con el tiempo
Flujo interno en comparación con el externo
dependiendo de si se fuerza ese fluido a fluir en un canal confinado o sobre una superficie.
Flujo natural (o no forzado) en comparación con el forzado
Flujo Forzado
Flujo Natural
Flujos unidimensional, bidimensional y tridimensional
Flujo compresible en comparación con el incompresible
densidades constantes e incomprensible
Gases muy comprensibles
Líquidos comprensibilidad muy baja
Región viscosa de flujo en comparación con la no viscosa
Número de Reynolds
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
