Transferencia

Correlaciones para convección en flujo externo (cuando no se especifique nada, las propiedades deben ser leídas a la temperatura de película) 1. Flujo paralelo sobre una placa plana L 1 u x u L hx h= hx dx Re x = ∞ ReL = ∞ Nux = x L0 ν ν k Capa límite laminar
hL k

NuL =

ReC = 5x105

Nux = 0.332Re x 2 Pr

1

1 3

Pr ≥ 0.6
1

Para metales líquidos: Nux = 0.565Pe x 2 Churchill(para todo Pr): Nux =
1 2 x

Pr ≤ 0.05
1 3 1 4 2

Pe x = Re x Pr ≥ 100 Pex = Re x Pr ≥ 100

0.3387Re Pr 1+ 0.0468 Pr
3

Para cualquier caso: NuL = 2Nux
Capa límite turbulenta
4 1 3 4 1 3

Nux = 0.0296Re x 5 Pr

NuL = 0.037ReL 5 Pr

0.6 ≤ Pr ≤ 60

Capa límite mezclada

NuL = 0.037ReL 5 − 871 Pr

(

4

)

1 3

Longitud inicial no calentada Nux ε=0 Laminar: Nux = 1
ε 1−x
3 4 3

Turbulento: Nux =

Nux ε 1− x

ε= 0 9 10

1 9

h=

1 hx dx L−ε ε
1 1 3 1 3

L

Flujo de calor superficial constante

Laminar:
II s

Nux = 0.453Re x 2 Pr
4

Pr ≥ 0.6 0.6 ≤ Pr ≤ 60

Turbulento: Nux = 0.0308Re x 5 Pr
q = hx Ts ( x ) − T∞

2. Flujo cruzado sobre un cilindro horizontal

Hilpert: NuD = CRem Pr D

1 3

Zhukauskas: NuD = CRe Pr
m D

nPr Prs

1

4

(Propiedades a T , Prs a Ts) n = 0.37 si Pr 10 n = 0.36 si Pr > 10

Churchill y Bernstein:
NuD = 0.3 + 0.62Re Pr 1+ 0.4 Pr
2 3 1 2 D 1 3 1 4

ReD 1+ 282000

5

4 8

5

ReD Pr > 0.2

3. Flujo sobre una esfera

Whitaker: NuD = 2 + 0.4Re + 0.06Re (Propiedades a T , Prs a Ts)
0.71 < Pr < 380

(

1 2 D

3 D

2

)

Pr

0.4

µ µs

1

4

3.5
1.0 <

µ < 3.2 µs

4. Flujo a través de un banco de tubos
ρV D S 2 SD = SL + T ReD,max = max µ 2 ST S +D Vmax = V (tubos alineados o escalonados que tienen SD > T ) ST − D 2
2

Vmax =

ST S +D V (tubos escalonados con SD < T ) 2 ( SD − D ) 2
1 3

m Grimison: NuD = 1.13C1C2 ReD,max Pr

(propiedades a Tf)
Pr ≥ 0.7

NL ≥ 10

2000 < ReD,max < 40000

C2 solo seaplica si NL < 10

Factor de corrección C2

Zhukauskas: NuD = CC2 Re

m D,max

Pr

0.36

Pr Prs

1 4

propiedades a (Ti+To)/2

1000 < ReD,max < 2x106 NL ≥ 20 0.7 < Pr < 500 C2 solo se aplica si NL < 20 Ts − To ( T − Ti ) − ( Ts − To ) πDNh q' = N hπD∆Tml ∆Tml = s = exp − Ts − Ti Ts − Ti ρVNTSTc ln Ts − To

(

)

Factor de corrección C2

Correlaciones para convección enflujo interno (cuando no se especifique nada, las propiedades deben ser leídas a la temperatura media promedio)
ReD =
x cd,h D
lam

ρumD 4m = µ πµD
≈ 0.05ReD

m = ρum A
x cd,h D
turb

ReD,c ≈ 2300
= x cd,t D
turb

≈ 10

x cd,t D
lam

≈ 0.05ReD Pr

Temperatura superficial constante Ts − Tm,i hPL q = hPL∆Tml = mc p ( Tm,o − Tm,i ) = exp Ts − Tm,o mc p

Si lo que se conoce es latemperatura de un fluido externo en vez de la superficial, se coloca U en vez de h, y T en vez de Ts
Calor superficial constante qIIP Tm (x) = Tm,i + s x qII = h Ts ( x ) − Tm ( x ) s mc p 1. Flujo laminar en tubos circulares

Flujo completamente desarrollado NuD = 4.36 (calor superficial constante) NuD = 3.66 (temperatura superficial constante)

Región de entrada NuD local se obtiene de lasiguiente figura

NuD promedio para casos de temperatura superficial constante se obtiene a través de las siguientes correlaciones: Hausen: NuD = 3.66 +
0.0668 (D / L ) ReD Pr 1 + 0.04 (D / L ) ReD Pr
1 3 2 3 0.14

(entrada térmica)

ReD Pr Sieder y Tate: NuD = 1.86 L /D
0.48 < Pr < 16700

µ µs

(entradas combinadas)
ReD Pr L /D
1 3

µ 0.0044 < < 9.75 µs

µ µs

0.14

≥22. Flujo turbulento en tubos circulares

Dittus-Boelter: NuD = 0.023ReD5 Pr n n = 0.4 para calentamiento, n = 0.3 para enfriamiento ReD ≥ 10000 0.7 < Pr < 160 L / D ≥ 10 Sieder y Tate: NuD = 0.027ReD Pr
5 4 1 3

4

µ µs

0.14

0.7 < Pr < 16700

ReD ≥ 10000

L / D ≥ 10

Petukhov: NuD =

( f / 8 ) ReD Pr 1 2 1.07 + 12.7 ( f / 8 ) 2 Pr 3 − 1

(

)

0.5 < Pr < 2000

104 ≤...

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