Bachiller

UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA. Prof. Mary Luz Alonso.
FACULTAD DE INGENIERÍA. Prof. José F. Fernández.
ESCUELA DE INGENIERÍA QUÍMICA. Prof. Nólides Guzmán.
TRANSFERENCIA DE CALOR. Prof. Anubis Pérez.
Actualizada en Octubre de 2008.ECUACIONES USUALES EN TRANSFERENCIA DE CALOR POR CONVECCIÓN.

1) TRANSFERENCIA DE CALOR SIN CAMBIO DE FASE.
1.1 CONVECCIÓN FORZADA.
1. FLUJO POR EL INTERIOR DE UN TUBO.
1. Régimen Turbulento.


a) Relación de SIEDER y TATE.


[pic]
Condiciones:
• Las propiedades físicas deben ser evaluadas a la temperatura media entre laentrada y la salida.
• El número de Prandtl debe estar entre el siguiente intervalo:
[pic]
• El número de Reynolds debe ser mayor a 104, siendo Um la velocidad media.
[pic]
• (L/D) > 60 (En caso de ser un tubo corto referirse a 1.1.3).
• La viscosidad μP debe ser evaluada a la temperatura de la pared.


b) Relación de DITTUS - BOELTER.


[pic]Condiciones:
• Las propiedades físicas deben ser evaluadas a la temperatura media entre la entrada y la salida.
El número de Prandtl debe estar entre el siguiente intervalo. [pic]
• Si Tp > Tm ocurre un calentamiento, entonces n = 0,4.
• Si Tp < Tm ocurre un enfriamiento, entonces n = 0,3.
• Tp = Temperatura de la pared.
• Tm = Temperatura media del fluido.
• Elnúmero de Reynolds debe ser mayor a 104, siendo Um la velocidad media.
[pic]
• (L/D) > 60 (En caso de ser un tubo corto referirse a 1.1.3).


Las relaciones a) y b) fueron deducidas entre los años 1930 y 1936, representan los datos experimentales dentro de un rango de ± 20%.

c) Relación de PETUKHOV.

En 1970 Petukhov dedujo una ecuación que se encuentra dentro de unrango de exactitud de ± 5%.


[pic]
Condiciones:
• Las propiedades físicas deben ser evaluadas a la temperatura media entre la entrada y la salida.
• Si Tp > Tm ocurre un calentamiento, entonces n = 0,11.
• Si Tp < Tm ocurre un enfriamiento, entonces n = 0,25.
• Se debe cumplir la siguiente relación: [pic]
• El número de Prandtl debe estar entre elsiguiente intervalo:
[pic]
• El número de Reynolds debe estar entre el siguiente intervalo, siendo Um la velocidad media.
[pic][pic]
• (L/D) > 60 (En caso de ser un tubo corto referirse a 1.1.3).
• [pic]= Factor de fricción de Darcy para tubo liso.
• La viscosidad μP debe ser evaluada a la temperatura de la pared


2. Régimen Laminar.


a)Relación de SIEDER y TATE.


[pic]
• Las propiedades físicas deben ser evaluadas a la temperatura media entre la entrada y la salida.
• El número de Reynolds debe ser menor a 2100, siendo Um la velocidad media.
[pic][pic]
• El número de Prandlt debe estar en el intervalo: [pic]
• Debe cumplirse la siguiente relación: [pic]
• Laviscosidad μP debe ser evaluada a la temperatura de la pared.


Para valores de [pic]el margen de desviación es de ± 20%. según Hausen (1943).


1.1.1.3 Régimen Transicional.


a) RELACIÓN DE HAUSEN.


La mejor relación matemática que cubre todo el rango correspondiente al régimen transicional es la ecuación de Hausen que se ajusta tanto al extremo laminarcomo al extremo turbulento:


[pic]
Condiciones:
• El Número de Reynolds debe estar entre el siguiente intervalo, siendo Um la velocidad media.
[pic][pic]
• Las propiedades físicas deben ser evaluadas a la temperatura media entre la entrada y la salida.
• La viscosidad μP debe ser evaluada a la temperatura de la pared


b) SOLUCIÓN GRÁFICA:


Usando...