UNIDAD 2 FENOMENOS EXPOSICION

2.2 CONVECCION FORZADA. COEFICIENTES DE TRANFERENCIA DE CALOR, MEDICION Y ESTIMACION. FLUJO LAMINAR Y FLUJO TURBULENTO.
La convección es el mecanismo transferencia de calor a través de un fluido con movimiento masivo de éste. En la convección existe movimiento del fluido a nivel macroscópico mientras que en la conducción existe movimiento a nivel microscópico, atómico o molecular, pero no anivel macroscópico, entendiendo como nivel macroscópico movimiento de volúmenes relativamente grandes del fluido.

La 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.
La convección forzada se clasifica a su vez en externa e interna dependiendo de si el flujo de fluido es interna o externa. Elflujo de un fluido se clasifica como interno o externo dependiendo de si se fuerza al fluido a fluir por un canal confinado (superficie interior) o por una superficie abierta. El flujo de un fluido no limitado por una superficie (placa, alambre, exterior de un tubo) es flujo externo. El flujo por un tubo o ducto es flujo interno si ese fluido está limitado por completo por superficies sólidas. Elflujo de líquidos en un tubo se conoce como flujo en canal abierto si ese tubo está parcialmente lleno con el líquido y se tiene una  superficie libre. 





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 las propiedades del fluido se encuentran: la viscosidad dinámica m, la conductividad térmicak, 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 por convección.

En cualquier caso, la velocidad de transferencia de calor porconvección siempre es proporcional a la diferencia de temperatura entre la superficie y el fluido.




Este hecho se modela matemáticamente mediante la Ley de Enfriamiento de Newton:
= h (Ts - Tf)  

= h As (Ts - Tf)


Donde:
Ts: es la temperatura de la superficie en contacto con el fluido
Tf: es la temperatura del fluido lo suficientemente lejos de dicha superficie.
La influencia de las propiedadesdel fluido, de la superficie y del flujo se cuantifica en el coeficiente de película o coeficiente de transferencia de calor por convección (h).

La convección forzada se utiliza para procesos industriales de riguroso control y trabajos de laboratorio como ser horneado, secado, precalentamiento, curado y todo tratamiento de circulación de aire.




Coeficientes de transferencia de calor,medición y estimación
El coeficiente conectivo de transferencia de calor es usado para cuantificar la tasa de transferencia de calor conectiva de o hacia la superficie de un objeto. La transferencia de calor conectiva es el modo en que la energía se transfiere entre la superficie de un sólido y un fluido adyacente que se encuentra en movimiento y que implica la combinación de los efectos de la conduccióny el movimiento del fluido.

A medida que el movimiento del fluido sea más rápido mayor será la transferencia de calor conectiva. En ausencia de movimiento de fluido la transferencia de calor entre este y el sólido adyacente carga por convección pura. La tasa de transferencia de calor es proporcional a la diferencia de temperatura y se expresa mediante la ley de enfriamiento de Newton:

Donde:
Qes la energía neta aplicada al sistema (W).
H es el coeficiente convectivo de transferencia de calor (W/m2C).
As es el área (m2) a través de la cual se lleva a cabo la transferencia conectiva de calor, es decir el área de cuerpo expuesta al fluido.
Ts es la temperatura de la superficie (C).
Tf es la temperatura del fluido (C).
El coeficiente convectivo de transferencia de calor que algunas...