Cuestionario transferencia de calor

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• Defina el Número de Grashof. ¿Cual es su significado?

El número de Grashof (Gr), representa la relación que existe entre las fuerzas de empuje y las fuerzas viscosas que actúan sobre el fluido. Es un indicativo del régimen de flujo en Convecino Natural, equivalente al número de Reynolds en Convección Forzada

Gr= g β (Ts-Tf)L¬¬cν
donde:
g: aceleración
β: Coeficiente de expansión volumétrica de una sustancia, representa la variación de la densidad de esa sustancia con la temperatura a presión constante. Para un gas ideal: β= 1/T, T es la temperatura absoluta en K

L es la longitud característica. Para una placa vertical de longitud L, Lc=L . para un cilindro de diámetro D,Lc=D

ν : Viscosidad Cinemática

El número de Grashof solo se utiliza en Convección Natural


• Cual es el criterio aproximado para la transición a turbulencia en una Capa Limite en Convección Libre?

La Capa Limite es inicialmente laminar, pero a cierta distancia sobre el inicio se amplifican las pequeñas perturbaciones y comienza a ocurrir la transición a un flujo turbulento. Empiezan aproducirse fluctuaciones del fluido en la región de transición, y la Capa Limite finalmente se vuelve por completo turbulenta.
En esta región, las condiciones del flujo se caracterizan por un movimiento tridimensional aleatorio, de porciones grandes de fluido y no es de sorprender que la transición a la turbulencia esté acompañada por aumentos significativos en los espesores de la CapaLimite, en los esfuerzos cortantes de la pared y en los coeficientes de conveccion: el espesor δ de la Capa Limite hidrodinámica y el coeficiente local de transferencia de calor h.
Al calcular el comportamiento de la Capa Limite, a menudo es razonable suponer que la transición comienza en alguna posición Xc. Esta posición se determina mediante un numero adimensional llamado numero de Reynolds

Rec= ρ υ ω X/μ

Donde la Longitud característica X es la distancia desde el inicio de la superficie.
Rec: es el valor de X Re para el que comienza la transición y se sabe que para el flujo sobre una placa plana varia de 10 a 3*10 , dependiendo de la rugosidad de la superficie y del nivel de turbulencia del flujo libre.
A menudo se supone un valor representativo de


ReX= ρ μωX/μ = 5*10Para cálculos de la Capa Limite, se utiliza este valor, a menos que se señale otra cosa.


• Diga las Diferencias entre Conveccion Natural o Libre y Conveccion Forzada

La convección es una de las tres 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 seproduce únicamente por medio de materiales fluidos. Éstos, al calentarse, aumentan de volumen y, por lo tanto, su densidad disminuye y ascienden desplazando el fluido que se encuentra en la parte superior y que está a menor temperatura.
La transferencia de calor por convección depende de las propiedades del fluido, de la superficie en contacto con el fluido y del tipo de flujo. Entre laspropiedades del fluido se encuentran: la viscosidad dinámica m, la conductividad térmica k, la densidad r. También se podría considerar que depende de la viscosidad cinemática n, puesto que n = m /r . Entre las propiedades de la superficie que intervienen en la convección están la geometría y la aspereza. El tipo de flujo, laminar o turbulento, también influye en la velocidad de transferencia de calor porconvección.

Lo que se llama convección en sí, es el transporte de calor por medio deLa convección se clasifica en natural y forzada. En la convección forzada se obliga al fluido a fluir mediante medios externos, como un ventilador o una bomba.

En la convección natural el movimiento del fluido es debido a causas naturales, como el efecto de flotación, el cual se manifiesta con la subida...
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