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INGENIERÍA TÉRMICA (1014)

TEMA 7

FUNDAMENTOS DE LA
TRANSMISIÓN DE CALOR
POR CONVECCIÓN

1 – INTRODUCCIÓN
2 – RESOLUCIÓN ANALÍTICA: ECUACIONES DE CONSERVACIÓN
3 – ANÁLISIS DIMENSIONAL: TEORÍA DE LA SEMEJANZA

INGENIERÍA TÉRMICA (1014)

TEMA 7
FUNDAMENTOS DE LA
TRANSMISIÓN DE CALOR
POR CONVECCIÓN
1 – INTRODUCCIÓN
1.1
1.2
1.3
1.4

Definición
Clasificación de los fenómenosde convección
Ley de enfriamiento de Newton
Características del movimiento de los fluidos viscosos

2 – RESOLUCIÓN ANALÍTICAS: ECUACIONES DE CONSERVACIÓN
3 – ANÁLISIS DIMENSIONAL: TEORÍA DE LA SEMEJANZA

TEMA 7
Fundamentos trans. de calor por convección

1. Introducción
1.1 – Definición
• La convección es un método de transferencia de energía térmica, que se lleva a cabo
dentro de unfluido, o entre un fluido y una superficie sólida por movimiento del fluido.
• Dentro de un fluido, la transmisión de energía se produce por mezcla, debido a los
movimientos macroscópicos de su masa, y por difusión térmica (conducción) a nivel
microscópico.
• Entre un fluido y una superficie sólida, prevalece la difusión térmica en la interfase de
contacto. Para puntos alejados, es el métodoanterior el que prevalece.
• Puesto que en el mecanismo de convección se integra la conducción + el movimiento del
fluido, el flujo térmico por convección es mayor que en conducción. Además es tanto mayor
cuanto mayor sea la velocidad del fluido.

TEMA 7
Fundamentos trans. de calor por convección

1. Introducción
1.2 – Clasificación de los fenómenos de convección (I)
• El fenómeno de laconvección no tiene una clasificación única, ya que puede ser clasificado
ateniendo a diferentes criterios:
1 – Según cómo se origine el movimiento
2 – Según la geometría del contorno
3 – Según el régimen de movimiento
4 – Según el estado de agregación del fluido

TEMA 7
Fundamentos trans. de calor por convección

1. Introducción
1.2 – Clasificación de los fenómenos de convección (II)1 – Según cómo se origine el movimiento
• Convección natural: el movimiento del fluido se genera de forma natural, debido a las
variaciones de densidad generadas por la variación de temperatura.
• Convección forzada: el movimiento del fluido se genera de forma artificial.
• Convección mixta: cuando participan los dos tipos de movimiento, ya que el régimen de
velocidades no es suficientepara despreciar el movimiento asociado a la convección natural.

Convección Natural

Convección Forzada

TEMA 7
Fundamentos trans. de calor por convección

1. Introducción
1.2 – Clasificación de los fenómenos de convección (III)
2 – Según la geometría del contorno
• Convección interna: cuando la transmisión de calor es entre un fluido en movimiento y la
superficie que lo contiene, lacual, a su vez, conduce al fluido.
• Convección externa: cuando la superficie no contiene al fluido.

Convección Externa

Convección Interna

TEMA 7
Fundamentos trans. de calor por convección

1. Introducción
1.2 – Clasificación de los fenómenos de convección (VI)
3 – Según el régimen de movimiento (I)
• Flujo Laminar: cuando el flujo del fluido transcurre en la dirección delmovimiento, sin
corrientes transversales ni torbellinos (Re < 2100).
• Flujo Turbulento: cuando existe una fuerte mezcla transversal en la dirección del
movimiento del fluido. Esto produce fluctuaciones aleatorias en propiedades como la
velocidad, temperatura, presión y densidad (Re > 10000).
• Flujo de Transición: cuando el flujo esta entre régimen laminar y turbulento
(10000 1: El calor se difunde através del fluido de manera
lenta, predominando la transferencia de energía térmica a
través del movimiento del fluido (capa límite térmica
grande y capa límite de velocidad pequeña)

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TEMA 7
FUNDAMENTOS DE LA
TRANSMISIÓN DE CALOR
POR CONVECCIÓN
1 – INTRODUCCIÓN
2 – RESOLUCIÓN ANALÍTICAS: ECUACIONES DE CONSERVACIÓN
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5

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