Coeficientes De Pelicula

INSTITUTO TECNOLOGICO DE
DURANGO
Ingeniería Química
PROCESOS DE SEPARACION II
UNIDAD 1: TRANSFERENCIA DE CALOR

*COEFICIENTES DE
PELICULA*

CONTENIDO TEMÁTICO.
◦ INTRODUCCIÓN.
◦ COEFICIENTES DE PELÍCULA.
◦ NÚMEROS ADIMENSIONALES.








Reynolds (Re)
Número de Prandtl (Pr)
Número de Biot (Bi)
Número de Fourier (Fo)
Número de Nusselt (Nu)
Número de Grashof (Gr)
Número de Rayleigh (Ra).

◦CORRELACIONES EN CONVECCIÓN NATURAL
◦ CORRELACIONES EN CONVECCIÓN FORZADA
BIBLIOGRAFÍA.

Convección
Transferencia de calor por medio del movimiento
de una masa fluida, tal como el aire o el agua

Natural
El fluido se mueve debido a
cambios de densidad que
resultan del cambio de la
temperatura

Forzada
Se obliga al fluido a fluir
mediante medios externos,
como un ventilador o una
bomba.
Externa
 Interna

COEFICIENTES DE PELÍCULA (h)


El coeficiente de película representa la razón de la transferencia de calor
entre una superficie sólida y un fluido por unidad de área superficial por
unidad de diferencia en la temperatura.



Además, indica la razón o velocidad a la cual los fluidos que tienen una
variedad de propiedades físicas y bajo diferentes grados de agitación,
transfierencalor.

El coeficiente de película depende de diferentes parámetros
como:
◦
◦
◦
◦
◦
◦
◦
◦
◦
◦

Tipo de convección (forzada o natural).
Régimen del fluido (laminar o turbulento).
Velocidad del flujo.
Viscosidad del fluido.
Densidad del fluido.
Temperatura.
Conductividad térmica del fluido.
Calor específico del fluido
Forma de la superficie de intercambio.
Rugosidad de la superficie de intercambio

*NÚMEROS
ADIMENSIONALES *

NÚMERO DE
REYNOLDS


Es la razón de las fuerzas de inercia a las fuerzas
viscosas en el fluido.

Densidad (ρ): kg/m³
Diámetro (D): m
Velocidad (V): m/s
Viscosidad dinámica (µ): Pa·s =
kg·m−1·s−1
Flujo laminar >2100
Flujo turbulento <10000

NÚMERO DE PRANDTL


Relaciona la difusividad molecular de la
cantidad de movimiento sobre la difusividad
molecular del calor.0.01< para metales líquidos
Hasta 100,000 para los aceites pesados

NÚMERO DE BIOT


Es un número adimensional utilizado en cálculos
de transmisión de calor en estado transitorio.



Donde:

h: es el coeficiente de transferencia de calor en la
superficie en W/m2*k también llamado coeficiente de
película.
L: es una longitud característica en m, definida
generalmente como el volumen del cuerpodividido
por su superficie externa total.
k: es la conductividad térmica de material del cuerpo
W/m*k

NÚMERO DE FOURIER
Caracteriza la conducción de calor.
 Relación entre la velocidad de la conducción y
la velocidad de almacenamiento de energía.

Donde:
α: es la difusividad térmica. (m2/s)
t: es el tiempo característico. (s)
L: es la longitud a través de la que la conducción de calor
ocurre. (m)NÚMEROS
ADIMENSIONALES
CONVECCIÓN NATURAL.

NÚMERO DE NUSSELT


Es muy común en la práctica quitar las
dimensiones del coeficiente de
transferencia de calor (h) con éste número.
Que se define como:
Dónde:
h= Es el coeficiente de
transferencia de calor por
convección.
Lc= Es la longitud
característica.
k= La conductividad térmica del
fluido.



La transferencia de calor a través de la capa defluido será
por convección cuando ésta última tenga algún movimiento y
por conducción cuando esté inmóvil.



Es aquí donde se aplica el Nu, representa el mejoramiento de
la transferencia de calor a través de una capa de fluido como
resultado de la convección en relación con la conducción a
través de la misma capa.



Entre mayor sea el número de Nusselt, más eficaz es la
convección.



Sí elnúmero de Nu=1; para una capa de fluido representa
transferencia de calor a través de ésta por conducción pura.

NÚMERO DE GRASHOF

Ҫengel, Y. A. (2007). Transferencia de calor y
masa (3ª ed.). México: McGraw-Hill.



Representa la razón entre la
fuerza de empuje y la fuerza
viscosa que actúan sobre el fluido,
rige el régimen de flujo en la
convección natural.



El papel que desempeña el...