Numeros Adimensionales

NÚMEROS ADIMENSIONALES
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- En el análisis de la convección es práctica común quitar las dimensiones a las expresiones físico-matemáticas que modelan el mecanismo y agrupar las variables,dando lugar a los números adimensionales. En convección se emplean los siguientes números adimensionales:

- A ) Número de NUSSELT ( Nu ) .- Representa la relación que existe entre el calortransferido por convección a través del fluido y el que se transferiría si sólo existiese conducción.
-- Se considera una capa de fluido de espesor L con sus superficies a diferentes temperaturas T1 y T2, T1> T2, DT = T1 - T2, como se muesta en la figura:



-- El flujo de calor debido a la convección será: q-punto convección = h DT , mientras que el flujo de calor si sólo existiera conducción seríaq-punto conducción = k ( DT / L ). Dividiendo ambas expresiones:



-- En general: donde Lc es la longitud característica.

-- Para un tubo circular: donde D es el diámetro interior del tubo.-- Para un tubo no circular:

donde Dhid es el diámetro hidraúlico = ( 4 Ac ) / p ;
Ac: área de la sección transversal del tubo;
p: perímetro de la sección tranversal

- Cuanto mayor es elnúmero de Nusselt más eficaz es la convección
- Un número de Nusselt de Nu = 1, para una capa de fluido, representa transferencia de calor a través de ésta por conducción pura.
- El número de Nusselt seemplea tanto en convección forzada como natural
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- B ) Número de PRANDTL ( Pr ) .- Representa la relación que existe entre la difusividad molecular de la cantidad de movimiento y ladifusividad molecular del calor o entre el espesor de la capa límite de velocidad y la capa límite térmica:



-- El número de Prandtl va desde menos de 0.01 para los metales líquidos hasta más de100.000 para los aceites pesados. El Pr es del orden de 10 para el agua. Los valores del número de Prandtl para los gases son de alrededor de 1, lo que indica que tanto la cantidad de movimiento...