Clase De Conveccion1

 UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL
 FRANCISCO DE MIRANDA
 AREA DE TECNOLOGÍA
 DEPARTAMENTO DE ENERGÉTICA
 UNIDAD CURRICULAR: TRANSFERENCIA DE CALOR

Convección

Profesor: Ing. Isaac Hernández
Isaachernandez89@gmail.com

Contenido
•Mecanismo físico de la convección

•Aspectos fundamentales de la Convección
Natural
• Convección externa forzada
•Fricción y Transferencia de Calor

• Flujoparalelo sobre placas planas
•Flujo a través de cilindros y esferas
•Flujo a través de bancos de tubos
•Convección interna forzada
•Velocidad media y temperatura media Región
de entrada
•Análisis Térmicos
•Flujo laminar en tubos – Flujo turbulento en
tubos

Convección
Convección Forzada: el movimiento del fluido es
generado por fuerzas impulsoras externas. Por
ejemplo: aplicación de gradientes depresión
con una bomba, un soplador, etc.

Convección Natural: el movimiento del fluido
es generado por variaciones de densidad. Estas
a su vez pueden ser producidas por la existencia
de
gradientes
de
temperatura
o
de
concentración en el seno del fluido.

Cuando no hay presencia de un fluido en
movimiento no hay convección

Convección
La transferencia de calor por convección depende de las
propiedadesdel fluido:
Viscosidad dinámica (μ),
Conductividad termina (k),

Densidad (ρ),
Calor específico (Cp)
así como de la velocidad del fluido (V).
También depende la configuración geométrica
y aspereza de la superficie solida y
tipo de flujo
Turbulento).

del

fluido

(Laminar

o

Convección
La transferencia de calor por convección se expresa con la Ley
del Enfriamiento de Newton:

Donde (h) es elcoeficiente de convección
(A) área del cuerpo en contacto con el fluido,
(T sup)es la temperatura en la superficie del
cuerpo
(T α) es la temperatura del fluido lejos del cuerpo.

Convección
A mendo el flujo de fluido se confina por
medio de superficies solidas y es importante
entender la manera en que estas superficies
afectan

al

flujo.

Las

observaciones

experimentales indican que un fluidoen
movimiento llega a detenerse por completo en
la superficie y toma una velocidad cero con
respecto a la última. Es decir, un fluido en

contacto directo con un sólido se adhiere a la
superficie debido a los efectos viscosos, por lo
tanto no desliza. Esto se conoce como la
condición de no deslizamiento

Convección
La condición de no deslizamiento hace que la
transferencia de calor de lasuperficie del solido

hacia el fluido adyacente a se de por
conducción pura, ya que esta capa del fluido
esta inmóvil y se puede expresar como:

Convección
La transferencia de calor por convección
de una superficie solida a un fluido es
simplemente la transferencia de calor por
conducción de su superficie a la capa del
fluido adyacente. Por lo tanto se pueden
igualar las ecuaciones de conducción yconvección para obtener:

En las proximidades de la superficie de
un sólido,

Convección
Numero de Nusselt.
Es un número adimensional que mide el
aumento de la transmisión de calor desde

una superficie por la que un fluido discurre
(transferencia de calor por convección)
comparada con la transferencia de calor si
ésta ocurriera solamente por conducción.
Nu es un mejoramiento de la transferencia
decalor a través de una capa de fluido como
resultado de la convección en relación de la
conducción a través de la misma capa

En las inmediaciones de un contorno sólido,

Convección
Clasificación de los flujos de fluidos
Viscoso y no viscoso
Interno y externo
Compresible e incompresible
Laminar y turbulento

Natural y forzado
Estacionario y transitorio
Unidimensional, bidimensional y tridimensionalConvección
Capa límite de velocidad

Convección
Esfuerzo cortante superficial
La capa de un fluido en contacto con una
superficie, tratara de arrastrar a la placa por
efecto de la fricción, al ejercer una fuerza de
fricción sobre ella. De modo semejante la
capa superior que es más rápida trata de

arrastrar a la posterior más lenta, ejerciendo
una fuerza de fricción entre las dos por
unidad...