c convección

8/17/2019 C Convección

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Fundamentos de Transferencia de calor

Programa de Adiestramiento IPS

Transferencia de CalorTransferencia de Calor

por Convección por Convección

Martha AhowMartha Ahow

Edward MagallanesEdward Magallanes

Ramón SuárezRamón Suárez

Jennie LizardoJennie Lizardo

Robinson RomeroRobinson Romero


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Cada mecanismo de transferencia de calor se describe a travs de unaCada mecanismo de transferencia de calor se describe a travs de una

ecuación !ue relaciona la energ"a a ser transferida en unidad de tiem#o aecuación !ue relaciona la energ"a a ser transferida en unidad de tiem#o a

un área f"sica involucrada$un área f"sica involucrada$

%tros factores !ue intervienen en la ecuación son las tem#eraturas o%tros factores !ue intervienen en la ecuación son las tem#eraturas o

gradientes de tem#eraturas& algunos coeficientes !ue de#enden de variasgradientes de tem#eraturas& algunos coeficientes !ue de#enden de varias

#ro#iedades f"sicas del sistema ' del mecanismo de transferencia en#ro#iedades f"sicas del sistema ' del mecanismo de transferencia en

#articular$#articular$

Transferencia de calor



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Se define como la combinación de los #rocesos de conducciónSe define como la combinación de los #rocesos de conducción

de calor con la transferencia de masa ' el almacenamiento de lade calor con la transferencia de masa ' el almacenamiento de la

energ"a calor"fica& es decir !ue la convección es unaenerg"a calor"fica& es decir !ue la convección es una

combinación de transferencia de masa y de calor combinación de transferencia de masa

y de calor $$

(eneralmente se asocia el #roceso de convección con la(eneralmente se asocia el #roceso de convección con la

transferencia de calor entre una su#erficie sólida ' un l"!uido ótransferencia de calor entre una su#erficie sólida ' un l"!uido ó

gas$gas$

Definición


Transferencia de calor por Convección


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Mecanismo


La energ"a calórica flu'e #or convección desde)hasta laLa energ"a calórica flu'e #or convección desde)hasta la

su#erficie hasta las molculas de fluido ad'acentes a la tuber"asu#erficie hasta las molculas de fluido ad'acentes a la tuber"a

Aumenta la energ"a interna ' la tem#eratura de las molculas Aumenta la energ"a interna ' la tem#eratura de las molculas

ad'acentes a la su#erficiead'acentes a la su#erficie

Equilibrio térmicoEquilibrio térmico


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Convección libre ó natural

Convección forzada


Tipos

Convección de flujo turbulento

Convección de flujo laminar

Flujo separado de la superficie sólida (Ej. Flujo en el exterior de una tubería)

Con cambio de fase (Ej. Plantas de vapor y condensado)


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Convección libre o natural*

Se origina debido a la diferencia de densidad en los fluidos ' a su vez se #roducen

#or los gradientes de tem#eratura en el fluido$

Convección forzada*

Se caracteriza #or la #resencia de un dis#ositivo& +bomba& ventilador, o medio

agitador !ue interviene en el movimiento de mezclado del fluido$ Es mu'

im#ortante #ara analizar el #roceso de convección estudiar las caracter"sticas del

flu-o de fluido& 'a !ue conociendo estas caracter"sticas se #odra determinar la

eficiencia del #roceso$


Tipos


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Convección forzada


Tipos

.lu-o se#arado de la su#erficie sólida

.lu-o en el e/terior de una tuber"a

h& coeficiente de convecciónh& coeficiente de convección0& aislamiento0& aislamiento

tuber"atuber"a


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Convección forzada


Con cambio de fase E-$ Rgimen de flu-o ' tem#eratura en un tubo vertical calentado

! " #! " #

! " $.#! " $.#

L"!uidoL"!uido

sub1enfriadosub1enfriado

.lu-o burbu-a.lu-o burbu-a

Churn, slug Churn, slug

Anular o #el"cula Anular o #el"culadeslizantedeslizante

L"!uidoL"!uido

dis#ersodis#erso

(as(as

Calentamiento del

n2cleo sub1enfriado

Calentamiento del

n2cleo saturado

Calentamiento de la

masa

Dry wall Dry wall

3ransf$ #or convección

Solo convección

Convección a va#orsobrecalentado

455 637)#ie8 h 9.

85555 1 :5555 637)#ie8 h 9.&

de#endiendo de la velocidad

del fluido

;555 637)#ie8 h 9.


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Mecanismo


En la transferencia de calor #or convección se #roduce transferencia tanto deEn la transferencia de calor #or convección se #roduce transferencia tanto de

energ"a como de masa& #or lo tanto este mecanismo no se debe 2nicamente aenerg"a como de masa& #or lo tanto este mecanismo no se debe 2nicamente a

el gradiente de tem#eratura sino tambin a los #erfiles de velocidad dentro delel gradiente de tem#eratura sino tambin a los #erfiles de velocidad dentro del

fluido$fluido$

%tros factores intervienen en este mecanismo como la forma ' tama


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LE> =E E?.R@AM@E?3% =E ?E3%? +;B5;,LE> =E E?.R@AM@E?3% =E ?E3%? +;B5;,

! h A +3! h A +3ss 1 31 3aa,,

LE !"#D$%E#T$L DE C'ECC( DE C$L&) LE !"#D$%E#T$L DE C'ECC( DE C$L&)


$ $

**

t;

fluido& t8


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LE> =E E?.R@AM@E?3% =E ?E3%? +;B5;,LE> =E E?.R@AM@E?3% =E ?E3%? +;B5;,

! h A +3! h A +3ss 1 31 3aa,,

=onde*

h * coeficiente de transferencia de calor #or convección& 637)hr #ie8 9.

h f +)e, +r & ?u& Ci$$$$ ,

Re = ρ D)µ

r C#µ )0

?u C; +Re,C8 +r,C4

?u h=)0

LE !"#D$%E#T$L DE C'ECC( DE C$L&) LE !"#D$%E#T$L DE C'ECC( DE C$L&)



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Transferencia de calor por convecciónTransferencia de calor por convección


%ecuencia de tan&ues de almacenamiento' tomados con una cmara infrarroja%ecuencia de tan&ues de almacenamiento' tomados con una cmara infrarroja


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Transferencia de calor por convecciónTransferencia de calor por convección


@magen humana tomada con una@magen humana tomada con una

cámara infrarro-a& #ro'ectada en b)ncámara infrarro-a& #ro'ectada en b)n

3omadas con una cámara infrarro-a3omadas con una cámara infrarro-a

c convección

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