laboratorio







Convección Natural
Laboratorio N°2. Procesos de Transferencia.





Profesor: Juan Carlos Gelsom
Integrantes:

Silvana González

Christian Sommaruga






05 de Noviembre 2013

Índice

Introducción 3
Objetivos 4
Marco teórico 5
Diseño de la práctica 12
Materiales 12
Procedimiento 13
Resultados 14
Cálculos 16
Análisis 19
Conclusiones 20Bibliografía 21


Introducción

La convección se caracteriza porque se produce por medio de un fluido que transporta el calor entre zonas con diferentes temperaturas. Este efecto se genera entre una superficie sólida y el fluido (líquido o gas) que se encuentra en movimiento.
La transferencia de calor implica el transporte de calor en un volumen y la mezcla de elementos macroscópicos de porcionescalientes y frías de un gas o un líquido.

En la transferencia de calor libre o natural 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 de temperaturas en el fluido.















Objetivos

A través de un proceso de transferencia de calor se busca determinar elcoeficiente de convección “h” para un tubo vertical.

Determinar coeficiente de convección “h”.

Calcular el flujo de calor que pasa por el tubo.

Estudiar los procesos de convección.
















Marco teórico

La convección es el modo de transferencia de energía entre una superficie sólida y el líquido o gas adyacentes que están en movimiento y comprende los efectoscombinados de la conducción y el movimiento de fluidos. Entre más rápido es el movimiento de un fluido, mayor es la transferencia de calor por convección. Considere el enfriamiento de un bloque caliente al soplar aire frío sobre su superficie superior (figura 1-32).



La energía se transfiere primero a la capa de aire adyacente al bloque, por conducción. Enseguida, esta energía es acarreadaalejándola de la superficie, por convección; es decir, por los efectos combinados de la conducción dentro del aire, que se debe al movimiento aleatorio de moléculas de éste, y del movimiento masivo de ese aire que remueve el aire calentado cercano a la superficie y lo reemplaza por otro más frío.

La convección recibe el nombre de convección forzada si el fluido es forzado a fluir sobre lasuperficie mediante medios externos como un ventilador, una bomba o el viento. Como contraste, se dice que es convección natural si el movimiento del fluido es causado por las fuerzas de empuje que son inducidas por las diferencias de densidad debidas a la variación de la temperatura en ese fluido (figura 1-33).


Los procesos de transferencia de calor que comprenden cambio de fase de un fluidotambién se consideran como convección a causa del movimiento de ese fluido inducido durante el proceso, como la elevación de las burbujas de vapor durante la ebullición o la caída de las gotitas de líquido durante la condensación.

A pesar de la complejidad de la convección, se observa que la rapidez de la transferencia de calor por convección es proporcional a la diferencia de temperatura y se expresaen forma conveniente por la ley de Newton del enfriamiento como


Donde h es el coeficiente de transferencia de calor por convección, en W/m2·°C, As es el área superficial a través de la cual tiene lugar la transferencia de calor por convección, Ts es la temperatura de la superficie y T ͚ es la temperatura del fluido suficientemente alejado de esta superficie.
El coeficiente de transferenciade calor por convección h no es una propiedad del fluido. Es un parámetro que se determina en forma experimental y cuyo valor depende de todas las variables que influyen sobre la convección, como la configuración geométrica de la superficie, la naturaleza del movimiento del fluido, las propiedades de éste y la velocidad masiva del mismo.

En la tabla 1-5 se dan valores típicos de h....