Transcript ING Roxsana Romero A

ING Roxsana
Romero A
Convección
Convección
 La
convección es un proceso de transporte
de energía por la acción combinada de
conducción de calor, almacenamiento de
energía y movimiento de mezcla. Tiene gran
importancia
como
mecanismo
de
transferencia de energía entre una superficie
sólida y un líquido o un gas.
Convección
 La
eficiencia de transferencia de calor por
convección depende básicamente de la
eficiencia del movimiento del mezclado del
fluido.
Cómo se verifica el proceso de
Transferencia de Convección?
El calor fluye primero por conducción desde la
superficie hacia las partículas del fluido.
La
energía transferida servirá para incrementar la
temperatura y la energía interna del fluido.
El mecanismo de transferencia en el fluido
ocurre desde una región de alta temperatura
hacia una zona de baja temperatura.
La energía se almacena en la partículas del
fluido y se transporta como resultado del
movimiento de masa.
Clasificación
convección natural o libre, donde el movimiento
del fluido es el resultado de variaciones de
densidad en la transferencia de calor.
convección forzada, el flujo se produce
por diferencias de presión producidas por una
bomba, un ventilador, etcétera.
Clasificación
Convección Natural es una de las formas más
usuales de transferencia de calor y de masa, y se
caracteriza porque se produce a través del
desplazamiento de partículas entre regiones
con diferentes densidades.
g
Convección Natural
La convección es omnipresente en nuestra
experiencia diaria.
➡ Atmósfera terrestre
➡ Crecimiento de cristales
➡ Cocina
Convección Natural
En el caso de la
atmósfera terrestre, la
radiación solar
calienta la superficie de
la tierra y este calor se
transfiere
a la atmósfera por
convección.
Las corrientes de
convección causan
brisas, vientos, ciclones,
tormentas, y produce la
circulación atmosférica
global.
Convección Forzada
Ocurre cuando se alimenta un flujo de fluido sobre
una superficie sólida, por medio de una bomba o
un ventilador.
Cuando el movimiento de mezclado es inducido
por algún agente externo.
Ejemplo: Secado
Equipos de Secado.
TRANSFERENCIA DE CALOR POR
CONVECCIÓN FORZADA DENTRO DE TUBERÍAS
En la mayoría de las situaciones que implican transferencia
de calor en un líquido o un gas, por lo general se presenta
una transferencia convectiva de calor además de la
conductiva. En la transferencia de calor de muchos
procesos industriales, el calor pasa de un fluido a otro a
través de una pared sólida.
TRANSFERENCIA DE CALOR POR
CONVECCIÓN FORZADA DENTRO DE TUBERÍAS
Cuando se trata de un flujo
turbulento, el gradiente de
velocidad muestra una
pendiente muy grande
en la zona cercana a la pared
donde hay una subcapa viscosa
sin turbulencia. En esta región, el
calor
se transfiere principalmente por
conducción con una gran
diferencia de temperaturas T2 - T3
en el fluido
caliente. Al alejamos de la pared,
nos aproximamos a la región
turbulenta, donde los
movimientos
Perfil de temperaturas para la transferencia
convectiva de calor de un fluido a otro.
Al alejamos de la pared, nos
aproximamos a la región
turbulenta, donde los
movimientos. rápidos de los
remolinos tiende a igualar la
temperatura. Por consiguiente, el
gradiente de temperatura
es más bajo y la diferencia T1 – T2
es menor. La temperatura
promedio del fluido A es un poco
más
baja que el valor máximo T1. El
mismo razonamiento es aplicable
al perfil de temperaturas del
fluido frío
TRANSFERENCIA DE CALOR POR
CONVECCIÓN FORZADA DENTRO DE TUBERÍAS
Donde:
h es coeficiente convectivo en W/m 2 K,
A es el área en m2,
T es la temperatura general o promedio del fluido en K,
Tw es la temperatura de la pared en contacto con el
fluido en K
y q es la velocidad de transferencia de calor en W.
Coeficiente convectivo o de
película
La mayoría de las correlaciones para predecir coeficientes
de película h son semi empíricas y dependen de:
 las propiedades físicas del fluido,
 del tipo y velocidad del flujo,
 de la diferencia de
 temperaturas
 y de la geometría del sistema físico individual
considerado.
Combinación de convección y
conducción y coeficientes generales
Un fluido caliente a
temperatura Tl
en la superficie interior y un
fluido frío a T4 en la
superficie exterior. El
coeficiente convectivo
externo es ho W/m2 * K y en
el interior es hi.
Combinación de convección y
conducción y coeficientes generales