Conveccion

Convección:

Es el flujo de calor mediante corrientes dentro de un fluido (líquido o gaseoso). La convección es el desplazamiento de masas de algún líquido o gas. Cuando una masa de un fluido se calienta al estar en contacto con una superficie caliente, sus moléculas se separan y se dispersan, causando que la masa del fluido llegue a ser menos densa. Cuando llega a ser menos denso sedesplazará hacia arriba u horizontalmente hacia una región fría, mientras que las masas menos calientes, pero más densas, del fluido descenderán o se moverán en un sentido opuesto al del movimiento de la masa más caliente (el volumen de fluido menos caliente es desplazado por el volumen más caliente). Mediante este mecanismo los volúmenes más calientes transfieren calor a los volúmenes menos calientesde ese fluido (un líquido o un gas).
Por ejemplo, cuando calentamos agua en una estufa, el volumen de agua en el fondo de la olla adquirirá el calor por conducción desde el metal de la olla y se hará menos denso. Entonces, al ser menos denso, se moverá hacia la superficie del agua y desplazará a la masa superior menos caliente y más densa hacia el fondo de la olla.
La convección es una de lastres formas de transferencia de calor y se caracteriza porque se produce por intermedio de un fluido (aire, agua) que transporta el calor entre zonas con diferentes temperaturas. La convección se produce únicamente por medio de materiales fluidos. Estos, al calentarse, aumentan de volumen y, por lo tanto, su densidad disminuye y ascienden desplazando el fluido que se encuentra en la parte superior yque está a menor temperatura. Lo que se llama convección en sí, es el transporte de calor por medio de las corrientes ascendente y descendente del fluido.
La transferencia de calor implica el transporte de calor en un volumen y la mezcla de elementos macroscópicos de porciones calientes y frías de un gas o un líquido. Se incluye también el intercambio de energía entre una superficie sólida y unfluido, o por medio de una bomba, un ventilador u otro dispositivo mecánico, la cual se conoce como convección mecánica, forzada o asistida.

Tipos de Convección:

Se puede hablar de 2 tipos de convección, la convección forzada y la convección natural. La primera en la cual el movimiento del fluido es provocado por agentes externos como por ejemplo una bomba o un ventilador. El otro tipode convección que es la única que tendrá relevancia para este estudio es la convección natural.

En las siguientes graficas podemos observar El movimiento del fluido en convección natural y convección forzada:



Convección Natural:
La convección natural es un tipo de transferencia de calor que se manifiesta a consecuencia del movimiento del fluido en un comportamiento con respecto a latemperatura natural del medio, dentro de esta convección natural se encuentran presentes: la temperatura, viscosidad, la densidad, la fuerza gravitacional, en los que el fluido comprensible he incompresible realiza un movimiento circular tanto en espacio cerrados como abiertos; en dicho movimiento el flujo más denso (frio) baja a consecuencia de su peso mientras que a su vez el fluido menos denso(caliente) sube a la superficie donde este se encuentre.
En la transferencia de calor libre o natural un fluido es más caliente o más frío y en contacto con una superficie sólida, causa una circulación debido a las diferencias de densidades que resultan del gradiente de temperaturas en el fluido.

Sin importar la naturaleza de la convección, la ecuación que describe el flujo de caloresta dada por la ley de enfriamiento de Newton.
q = h ( Ts-T∞ )
Donde:
q: Transferencia de calor por unidad de área (W/m²).
Ts: Temperatura de la superficie solida (ºC).
T∞: Temperatura del fluido (ºC).
h: Coeficiente de convección (W/m². ºC).
Viscosidad:
Si se considera un fluido real que fluye entre dos placas paralelas, una placa se mueve a una velocidad, U, y la otra placa se...