Operaciones Unitarias 2

Caso Flujo externo cilindro único
Objetivo:
-Aplicando la ecuación 7.35 y la grafica 7.1 Calcular el error frente a la 7.35 (ecuación) y demostrar.
Primeramente para lograr este objetivo vamos a definir algunas variables para realizar los cálculos con la ecuación 7.35 de la pagina 386.
Vamos a trabajar con vapor de agua el cual esta a 100°C y mediante el uso de la tabla A-16 de la pagina 738podemos determinar el valor de Pr que es 0,9830 en estas condiciones y la conductividad térmica k que tiene el valor de 0,02429.

Trabajaremos con un cilindro circular cuyo diámetro será D con valor de 0,1m.
Para poder demostrar que existe un error o diferencia entre los datos obtenidos con la tabla o la ecuación 7.35 vamos a crear una grafica que tenga como variables el Reynolds que se va autilizar y la constante de convección.
Entonces como se puede ver en la tabla 7.1 tenemos diferentes ecuaciones para diferentes intervalos de Reynolds los cuales nos darán diferentes valores de Nusselt, los cuales nos serán necesarios para calcular el coeficiente de conductividad del vapor de agua.
Los intervalos que utilizaremos serán:
* 4-40
* 40-4000
* 4000-40000
*40000-400000
Para poder obtener varios datos de cada intervalo para poder obtener una grafica representativa de los coeficientes de conductividad recurriremos a la ayuda del Excel, utilizando las ecuaciones que se nos indican en la tabla.

Obteniendo de esta forma la primera tabla de datos para realizar la posterior comparación.
Aplicando las ecuaciones de la tabla 7.1 |
Valores de Re | Valores de h |Valor de Nusselt |
4 |   | 0,375195 |   | 1,544647 |   |
4000 |   | 7,869117 |   | 32,39653 |   |
8000 |   | 12,03961 |   | 49,5661 |   |
9000 |   | 12,94865 |   | 53,30857 |   |
10000 |   | 13,81983 |   | 56,89514 |   |
14000 |   | 17,01413 |   | 70,04583 |   |
15000 |   | 17,75526 |   | 73,097 |   |
16000 |   | 18,47774 |   | 76,07138 |   |
20000 |   | 21,20993 |   | 87,31959|   |
21000 |   | 21,8592 |   | 89,99257 |   |
22000 |   | 22,49676 |   | 92,61735 |   |
29000 |   | 26,68484 |   | 109,8594 |   |
30000 |   | 27,24982 |   | 112,1853 |   |
37000 |   | 31,02068 |   | 127,7097 |   |
38000 |   | 31,53617 |   | 129,8319 |   |
39000 |   | 32,0465 |   | 131,9329 |   |
40000 |   | 32,55185 |   | 134,0134 |   |
50000 |   | 39,53484 |   | 162,7618 |   |60000 |   | 45,78475 |   | 188,4922 |   |
70000 |   | 51,8338 |   | 213,3956 |   |
80000 |   | 57,71604 |   | 237,6124 |   |
90000 |   | 63,45624 |   | 261,2443 |   |
100000 |   | 69,07313 |   | 284,3686 |   |
110000 |   | 74,58135 |   | 307,0455 |   |
120000 |   | 79,99264 |   | 329,3233 |   |
130000 |   | 85,3166 |   | 351,2416 |   |
140000 |   | 90,5612 |   | 372,8333 |   |150000 |   | 95,7332 |   | 394,126 |   |
160000 |   | 100,8383 |   | 415,1434 |   |
170000 |   | 105,8816 |   | 435,9061 |   |
180000 |   | 110,8673 |   | 456,4319 |   |
190000 |   | 115,7993 |   | 476,7363 |   |
200000 |   | 120,6808 |   | 496,8334 |   |
210000 |   | 125,515 |   | 516,7353 |   |
220000 |   | 130,3045 |   | 536,4532 |   |
230000 |   | 135,0517 |   | 555,9971 |   |240000 |   | 139,7588 |   | 575,3759 |   |
250000 |   | 144,4278 |   | 594,5978 |   |
260000 |   | 149,0605 |   | 613,6704 |   |
270000 |   | 153,6586 |   | 632,6004 |   |
280000 |   | 158,2236 |   | 651,3941 |   |
290000 |   | 162,7569 |   | 670,0574 |   |
300000 |   | 167,2599 |   | 688,5956 |   |
310000 |   | 171,7336 |   | 707,0136 |   |
320000 |   | 176,1793 |   | 725,3161 |  |
330000 |   | 180,598 |   | 743,5075 |   |
340000 |   | 184,9906 |   | 761,5916 |   |
350000 |   | 189,3581 |   | 779,5723 |   |
360000 |   | 193,7013 |   | 797,453 |   |
370000 |   | 198,0211 |   | 815,2372 |   |
380000 |   | 202,3182 |   | 832,9279 |   |
390000 |   | 206,5932 |   | 850,528 |   |
400000 |   | 210,847 |   | 868,0403 |   |

Ahora procedemos a utilizar la...