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CONVECCIÓN FORZADA Y LIBRE

BABILONIA PÉREZ MARCOS JOSÉBARRAZA RÍOS XAVIER ENRIQUEBLANCO BELTRÁN JOHNNY ALEXANDERCALDERA GARCÍA SAÍR JOSÉIBÁÑEZ AGUILAR IVÁN FERNNEY | 702 06 1036702 06 1002702 06 1032702 06 1052702 06 1040 |

Laboratorio de Transferencia de Calor

Prof.: Ing. Químico CRISÓSTOMO PERALTA

UNIVERSIDAD DEL ATLÁNTICO
FACULTAD DE INGENIERÍA
PROGRAMA DE INGENIERÍA MECÁNICATRANSFERENCIA DE CALOR
VIII SEMESTRE
03 de diciembre de 2009

INTRODUCCIÓN

La transferencia de calor se lleva a cabo a través de los límites de un sistema y no es más que el transporte de energía originado por una diferencia de temperatura. En todos los casos de transferencia de calor por convección, el intercambio de energía ocurre entre una superficie y un fluido adyacente en movimiento;por lo que debe entenderse y describirse adecuadamente la naturaleza del flujo del fluido antes de que pueda resolverse el problema asociado a la transferencia de calor.
La convección libre se presenta como resultado del movimiento del fluido, que está en contacto con el límite solido, debido a los cambios de densidad del fluido, consecuencia del proceso calentamiento. Esta operación se lleva acabo sin agitación mecánica del fluido. Cuando el fluido se agita mecánicamente el calor se transfiere por convección forzada. Estos procesos de transferencia de calor ocurren a diferentes velocidades, la última es más rápida y por lo tanto más común, ya que los factores que promueven las altas velocidades de transferencia por convección forzada no tienen el mismo efecto en la transferencia porconvección.

MARCO TEORICO

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 se produce únicamente por medio de materiales fluidos. Éstos, al calentarse, aumentan de volumen y, por lo tanto, disminuyen su densidad y asciendendesplazando el fluido que se encuentra en la parte superior y que 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 tambiénel intercambio de energía entre una superficie sólida y un fluido o por medio de una bomba, un ventilador u otro dispositivo mecánico (convección mecánica o asistida).
En la transferencia de calor libre o natural en la cual 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 detemperaturas en el fluido.
La transferencia de calor por convección se expresa con la Ley del Enfriamiento de Newton:

Donde h es el coeficiente de convección (ó coeficiente de película), As es el área del cuerpo en contacto con el fluido, Ts es la temperatura en la superficie del cuerpo y es la temperatura del fluido lejos del cuerpo

OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL

Determinar experimentalmenteel valor del coeficiente convectivo de transferencia de calor bajo condiciones de convección forzada y libre.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

* Identificar las condiciones por medio de las cuales el flujo de un fluido se puede clasificar como forzado, libre o combinado.

* Comprender los mecanismos físicos de operación de los tres tipos de convección antes enunciadas.

* Determinarclaramente las condiciones bajo las cuales esta fluyendo el flujo: laminar, turbulento o flujo mezclado.

* Determinar experimentalmente y emplear adecuadamente los números adimensionales correspondientes a cada tipo de proceso de transferencia de calor por convección.

* Establecer comparaciones entre el valor del coeficiente de convección hallado experimentalmente y el hallado usando los...