Laboratorio De Fenómenos De Transportes

REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA

Convección: Se da cuando un fluido en movimiento, ya sea gaseoso ó líquido, pasa sobre un cuerpo sólido ó fluye dentro de un canal, si las temperaturas del fluido y del sólido ó del canal son diferentes habrá transferencia de calor entre el fluido y la superficie. El mecanismo básico para la convección es una combinación de conducción y movimiento de los fluidos. Paraexpresar el efecto global de la convección, se utiliza la ley de Newton del enfriamiento:
q = h . A. (Tp – Too).

Tipos de Convección:

Convección Libre: Se dice que la transferencia de calor es por convección libre o natural si el movimiento del fluido es ocasionado por fuerzas de empuje debidas a variaciones de densidad causadas por diferencias de temperatura en el fluido.
ConvecciónForzada: La transferencia de calor es por convección forzada cuando un agente externo induce el movimiento en el fluido sobre la superficie. Entre los agentes más comúnmente utilizados para inducir el movimiento en el fluido se encuentran agitadores mecánicos tales como ventiladores y bombas.
Serpentín sumergido: El serpentín proporciona uno de los medios más baratos para obtener superficie paratransferencia de calor, se construyen utilizando longitudes variables de tuberías de cobre acero o aleaciones dobladas en forma de hélices o helicoidales dobles en los que la entrada y la salida están localizadas lado a lado. Debido al aumento en turbulencia; debe esperarse que los coeficientes de película para los tubos en serpentín, sean mayores para un cierto flujo que pasa por un tubo recto.Utilización de los serpentines.
Los serpentines helicoidales de cualquier tipo se instalan frecuentemente en recipientes cilíndricos verticales, estos pueden poseer ó no agitación, y se reserva espacio entre el serpentín y la pared del recipiente para la circulación del fluido. Generalmente al utilizar estos serpentines con agitación el eje vertical del agitador corresponde al eje del cilindro delrecipiente que lo contiene.
Los serpentines de doble espiral son instalados dentro de corazas con sus conexiones pasando a través de dicha coraza ó tapa, estos aparatos son similares a un intercambiador tubular, aunque limitado a pequeñas superficies.
Finalmente los serpentines de espiral plano, son tubos doblados en forma de espiral sobre un plano de manera que se pueden localizar cerca delfondo de los recipientes y transferir calor por convección libre.

Coeficiente global de transferencia de calor: Es la manera de expresar la transmisión de calor como la cantidad por grado de diferencia total de temperatura entre el medio de mínima y máxima temperatura. Este es el caso cuando es impracticable la medición de las temperaturas superficiales. Por definición se tiene que:
q = U. A.(Te – Ts)
Donde:
q: calor.
U: coeficiente global de transferencia de calor.
Te: temperatura de entrada.
Ts: temperatura de salida.
A: área
Coeficientes en los tubos: Debido al aumento de la turbulencia, debe esperarse que los coeficientes de película para los tubos en el serpentín, sean mayores para un cierto flujo en peso que para un tubo recto. Para un intercambiador de tubo doblehelicoidal de agua a agua, Ritcher obtuvo coeficientes totales que son cerca de 20% mayores de aquellos computados para tubos rectos usando velocidades de flujos similares.

Coeficientes exteriores para fluidos con agitación mecánica: La correlación de datos para la transferencia de calor en recipientes con agitación mecánica calentados o enfriados mediante serpentines sumergidos viene dado por lasiguiente ecuación:
(9.1)

Donde:
ho: Coeficiente de Película para la pared interior.
: Viscosidad.
Dj: Diámetro Interno del Recipiente de Mezclado.
b: Viscosidad a la temperatura global
k: Conductividad Térmica.
w: Viscosidad a la Temperatura de la Pared.
Lp: Diámetro de las Aspas del Agitador.
Nr: Velocidad del Agitador.

Esta ecuación es valida para números de Reynolds en...