Conveccion Natural
Páginas: 11 (2516 palabras)
Publicado: 29 de mayo de 2012
TRANSFERENCIA DE CALOR.
Convección Natural y Radiación.
Alumno:
12 de diciembre del 2011
CONVECCION NATURAL.
En convección natural el flujo resulta solamente de la diferencia de temperaturas del fluido en la presencia de unafuerza gravitacional. La densidad de un fluido disminuye con el incremento de temperatura. En un campo gravitacional, dichas diferencias en densidad son causadas por las diferencias en temperaturas originan fuerzas de flotación. Por lo tanto, en convección natural las fuerzas de flotación generan el movimiento del fluido. Sin una fuerza gravitacional la convección no es posible. En convecciónnatural una velocidad característica no es fácilmente disponible, algunos ejemplos de transferencia de calor por convección de calor son:
* El enfriamiento de café en una taza.
* Transferencia de calor en un calefactor.
* Enfriamiento de componentes electrónicos en computadoras sin ventilador para enfriar.
* Transferencia de calor del cuerpo humano cuando una persona está endescanso.
Una placa caliente vertical causa que el aire de la derecha circule, en la llamada convección natural.
PRINCIPIOS FISICOS EN EL ANALISIS DE LA CONVECCION NATURAL.
En el estudio de la convección natural se basa de dos principios de la mecánica de fluidos:
* Conservación de masa.
* Conservación de momento.
Y del principio determodinámica que es la conservación de la energía. Las ecuaciones de los principios mencionados se reducen al tomar las siguientes suposiciones:
1) = constante, la densidad es constante.
2) , No se toma en cuenta las variaciones con respecto al tiempo.
3) 2-D, El fluido se considera bidimensional.
4) = constante, La viscosidad estática es constante.
5) , No se considerala diferencia en presiones en el eje Y.
6) , No hay esfuerzos cortantes a lo largo del eje Y.
7) constante, El calor específico es constante.
8) K= constante, El coeficiente de conductividad es constante.
Por lo tanto:
Conservación de masa,
Conservación de momento,
Conservación de energía.
En la convección naturalse tiene un parámetro llamado coeficiente volumétrico de expansión termal,. Dicho coeficiente define la variación de volumen cuando se cambia la temperatura es decir, la expansión de las partículas para tener convección natural. El coeficiente volumétrico de expansión termal se define de la siguiente manera:
Donde:
V= volumen
T= temperatura
Si asumimos que el fluido secomporta como un gas ideal, la ecuación se reduce a la siguiente forma:
De las tres ecuaciones diferenciales resulta el numero adimensional de Grashof, Gr, que sirve para determinar el coeficiente de convección natural.
El numero de Grashof es similar al número de Reynolds,es decir, tienen el mismo significado físico (relación de fuerzas de movimiento entre fuerzas de resistencia o viscosas); el numero de Grashof es utilizado en convección natural mientras que el numero de Reynolds se emplea en convección forzada.
Si el flujo de calor es constante se tiene el número de Grashof modificado:
El coeficiente de convección en la convección natural está enfunción de los siguientes parámetros:
Los números adimensionales son obtenidos mediante técnicas experimentales tales como técnicas de burbujas de hidrogeno, técnicas ópticas de interferometria holográfica. En convección natural también se define otro número adimensional llamado Raileigh, Ra:
RADIACION.
La radiación térmica es energía emitida por la materia...
Convección Natural y Radiación.
Alumno:
12 de diciembre del 2011
CONVECCION NATURAL.
En convección natural el flujo resulta solamente de la diferencia de temperaturas del fluido en la presencia de unafuerza gravitacional. La densidad de un fluido disminuye con el incremento de temperatura. En un campo gravitacional, dichas diferencias en densidad son causadas por las diferencias en temperaturas originan fuerzas de flotación. Por lo tanto, en convección natural las fuerzas de flotación generan el movimiento del fluido. Sin una fuerza gravitacional la convección no es posible. En convecciónnatural una velocidad característica no es fácilmente disponible, algunos ejemplos de transferencia de calor por convección de calor son:
* El enfriamiento de café en una taza.
* Transferencia de calor en un calefactor.
* Enfriamiento de componentes electrónicos en computadoras sin ventilador para enfriar.
* Transferencia de calor del cuerpo humano cuando una persona está endescanso.
Una placa caliente vertical causa que el aire de la derecha circule, en la llamada convección natural.
PRINCIPIOS FISICOS EN EL ANALISIS DE LA CONVECCION NATURAL.
En el estudio de la convección natural se basa de dos principios de la mecánica de fluidos:
* Conservación de masa.
* Conservación de momento.
Y del principio determodinámica que es la conservación de la energía. Las ecuaciones de los principios mencionados se reducen al tomar las siguientes suposiciones:
1) = constante, la densidad es constante.
2) , No se toma en cuenta las variaciones con respecto al tiempo.
3) 2-D, El fluido se considera bidimensional.
4) = constante, La viscosidad estática es constante.
5) , No se considerala diferencia en presiones en el eje Y.
6) , No hay esfuerzos cortantes a lo largo del eje Y.
7) constante, El calor específico es constante.
8) K= constante, El coeficiente de conductividad es constante.
Por lo tanto:
Conservación de masa,
Conservación de momento,
Conservación de energía.
En la convección naturalse tiene un parámetro llamado coeficiente volumétrico de expansión termal,. Dicho coeficiente define la variación de volumen cuando se cambia la temperatura es decir, la expansión de las partículas para tener convección natural. El coeficiente volumétrico de expansión termal se define de la siguiente manera:
Donde:
V= volumen
T= temperatura
Si asumimos que el fluido secomporta como un gas ideal, la ecuación se reduce a la siguiente forma:
De las tres ecuaciones diferenciales resulta el numero adimensional de Grashof, Gr, que sirve para determinar el coeficiente de convección natural.
El numero de Grashof es similar al número de Reynolds,es decir, tienen el mismo significado físico (relación de fuerzas de movimiento entre fuerzas de resistencia o viscosas); el numero de Grashof es utilizado en convección natural mientras que el numero de Reynolds se emplea en convección forzada.
Si el flujo de calor es constante se tiene el número de Grashof modificado:
El coeficiente de convección en la convección natural está enfunción de los siguientes parámetros:
Los números adimensionales son obtenidos mediante técnicas experimentales tales como técnicas de burbujas de hidrogeno, técnicas ópticas de interferometria holográfica. En convección natural también se define otro número adimensional llamado Raileigh, Ra:
RADIACION.
La radiación térmica es energía emitida por la materia...
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