conveccion forzada

Diapositiva 1
Tema 9: Convección forzada

CONVECCIÓN
FORZADA

JM.Corberán, R. Royo (upv)

1

Diapositiva 2
Tema 9: Convección forzada

ÍNDICE

placas
Flujo externo

incompresiblecompresible

tubo único
normal a tubos
haces
no circulares
circulares

laminar
Flujo interno
turbulento

JM.Corberán, R. Royo (upv)

2

Diapositiva 3
Tema 9: Convección forzada1.FLUJO EXTERNO SOBRE PLACAS PLANAS
1.1.METODOLOGÍA DE CÁLCULO
Evaluación de la temperatura de recuperación
Cuando el flujo se frena, el fluido se calienta, siendo la temperatura representativa
delfenómeno de intercambio de calor la temperatura de recuperación Tr,
pudiéndose calcular mediante la siguiente expresión:
Tr - T∞
Ec
donde Ec es el número de Eckert:

Ts - T∞

2

2

Ec =y r el factor de recuperación r= Pr (1/2) (flujo laminar)
r = Pr (1/3) (flujo turbulento)

=r⋅

U∞
Cp ⋅ (Ts - T∞ )

en la mayoría de aplicaciones de ingeniería, para flujos de baja velocidad,Tr
es similar a la temperatura del fluido T∞ , Tr = T∞
Propiedades a la temperatura correspondiente
(Ts + T∞ )
2
(T + T∞ )
+ 0.22 ⋅ (Tr − T∞ )
T ′′ = s
2

flujo incompresible: Tm =
flujocompresible:
JM.Corberán, R. Royo (upv)

3

Diapositiva 4
Tema 9: Convección forzada

El desarrollo de la capa límite en función de la distancia viene caracterizado
por el valor del número deReynolds
a lo largo de la placa

U∞ ⋅ x
υ

5

< 5 ⋅10 → flujo laminar
Re
> 5 ⋅105 → flujo turbulento


Expresión del Número de Nusselt: es local, f(x), calculándose el coeficientede
convección según la expresión:

hx =

JM.Corberán, R. Royo (upv)

Nu x ⋅ k
x
4

Diapositiva 5
Tema 9: Convección forzada

1.2. CORRELACIONES DE CÁLCULO

Q=

Li

∫

hx ⋅ (Ts −Tr ) ⋅ w ⋅ dx

Li −1

ZONA FLUJO LAMINAR
Comprobar que 0.6 ≤ Pr ≤ 50

Nusselt local Nux =0.332⋅(Re x )1/2 ⋅Pr 1/3 obteniendo h local, hx
Nusselt promedio Nu 0 −L =0.664⋅(Rex =L )1/2 ⋅Pr 1/3...