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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