Clase 4 Conveccion

Ing. Carlos E. SACK-Rev0-2013FISICA II

Ing. Carlos E. SACK-Rev0-2013


ES EL MODO DE TRANSFERENCIA DE ENERGIA ENTRE UNA SUPERFICIE SLIDA Y EL LIQUIDO O GAS ADYACENTE.COMPRENDE LOS EFECTOS COMBINADOS DE CONDUCCION Y EL MOVIMIENTO DE FLUIDOS.SI SE CONSIDERA UN BLOQUE CALIENTE, LA ENERGIA SE TRANSFIERE PRIMERO A LA CAPA DE AIRE ADYACENTE AL BLOQUE, POR CONDUCCION CONVECCION



TIPOS DE CONVECCIONFORZADA: SI EL FLUIDO ES FORZADO A FLUIR SOBRE LA SUPERFICIE ( HAY INCREMENTO DE LA TRANSFERENCIA DE ENERGIA) NATURAL: SI EL MOVIMIENTO DEL FLUIDO ES CAUSADO POR LAS FUERZAS DE EMPUJE INDUCIDAS POR LAS DIFERENCIAS DE DENSIDAD POR VARIACION DE LA TEMPERATURA DEL FLUIDO.



LOS PROCESOS DE TRANSFERENCIA DE CALOR QUE COMPRENDEN CAMBIO DE FASE DE UN FLUIDO TAMBIEN SE CONSIDERAN CONVECCION, COMO LA ELEVACION DE BURBUJAS DE VAPOR O CAIDA DE GOTAS DURANTE LA CONDENSACION. CONVECCION



VISCOCIDAD DINMICA. CONDUCTIVIDAD TRMICA KDENSIDAD DEL FLUIDOCALOR ESPECIFICOVELOCIDAD DEL FLUIDOCONFIGURACION GEOMETRICA DE LA SUPERFICIENATURALEZA DEL MOVIMIENTO DEL FLUIDOAREADIFERENCIA DE TEMPERATURA DEL FLUIDO Y EL SOLIDO

ALGUNAS VARIABLES DE LA CONVECCION


Ing. Carlos E. SACK-Rev0-2013 dQ = I = h . A. ( t - ) dSiendo h el coeficiente de transferencia de calor por conveccion. [ w / m2 c]A: Area travs de la cual tiene lugar la transferencia de calor por conveccin.T temperatura de la superficie temperatura del fluido suficientemente alejado de la superficie

LEY DE ENFRIAMIENTO DE NEWTON



h Es la razn de transferencia de calor entre una superficie slida y un fluido por unidad de rea superficial por unidad de diferencia de temperatura.Es un parmetro que se determina en forma experimental y depende de las variables antes mencionadas.Algunos consideran a la conveccin como conduccin en presencia de movimiento de fluido


Ing. Carlos E. SACK-Rev0-2013 TIPO h [ w / m2 c]

Conv. libre de gases 2- 25Conv. libre de lquidos 10-1.000Conv. forzada de gases 25-250Conv. Forzada de lquidos 50-20.000Ebullicin y condensacion 2500-100.000

VALORES TIPICOS


Ing. Carlos E. SACK-Rev0-2013 dQ = I = h . A. ( t - ) d

ENFRIAMIENTO DE UN CUERPO


Ing. Carlos E. SACK-Rev0-2013 dQ = I = h . A. ( t - ) d dQ = - C .m .dt d d - C m dt = h . A. ( t - ) d dt = - h. A d (t - ) C m

ENFRIAMIENTO DE UN CUERPO



t2 2 dt = - h . A d ( t - ) C m t1 1

ln t2 = - h . A (2 - 1) t1 C m



- h . A (2 - 1)e C m = t2 t1

- h . A (2 - 1) t2 = + (t1 ) e C m



t1

t2

1 2


Ing. Carlos E. SACK-Rev0-2013PARED PLANA ENTRE DOS FLUIDOS


Ing. Carlos E. SACK-Rev0-2013 dQ = I = h1 . A. ( t1 1 ) d 1

dQ = I = . A. ( t1 t2 ) d 2 L

dQ = I = h2 . A. ( t2 2 ) d 3


Ing. Carlos E. SACK-Rev0-2013De 1 a 2dQ = I = K . A. (1 2 ) d ENTONCESK . A (1 - 2) = h1 . A. (1 - t1)Por lo tanto K = 1- t1 h1 1 - 2


Ing. Carlos E. SACK-Rev0-2013K . A (1 - 2) = . A. ( t1 t2 ) LPor lo tanto K L = t1- t2 1 - 2


Ing. Carlos E. SACK-Rev0-2013K . A (1 - 2) = h2. A. ( t2 2 )Por lo tanto K = t2 2 h2 1 - 2 SUMANDO LOS 3 TERMINOS:K + K L + K = 1 - t1 + t1 - t2 + t2 - 2h1 h2 1 - 2


Ing. Carlos E. SACK-Rev0-2013K + K L + K = 1h1 h2

1 = 1 + L + 1 K h1 h2

Para una pared


Ing. Carlos E. SACK-Rev0-2013Para varias paredes: i=n i=n 1 = 1 + L K hi i i=1 i=1



CONVECCIONBibliografa:TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA YUNUS A. CENGEL.Mc Graw Hill.APUNTES FOTOCOPIADORA UTN FRA


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