TRANSFERENCIA DE CALOR POR CONVECCIÓN NATURAL

TRANSFERENCIA DE CALOR POR CONVECCIÓN

NATURAL

Aun que la conveccio natural: es generada por diferencias de densidades las cuales solo son afectada por el materia si agregar movimiento forzado solo a través de la misma energía se crea un flujo en el fluido y no es afectado por otra presión externa, pero eso no significa que no tenga su complejidad debido que sus correlación y sus diferentes geometría, un cuerpo puede cambie completamente su conveccion. Así  pueden describir de manera general la transferencia de calor con diferentes  tipos de números a dimensionales pero cada correlación es situacional. 

h relación con la temperatura 

Existen diferentes tipo de h las mas importantes son. 

1. h1=esta h es una forma de solo ver el fenómeno en conjunto sin tantas variaciones solo midiendo su temperatura inicial y final y de forma lineal sin picos.
   
2. ha=esta es una media aritmética ocupada para forma cilíndricas de modo que puedes considera dos una regio y  en otra regio y crear un promedio.
   
3. y hln=media logartimica
   
4. hlolc=casos con variaciones grandes de temperatura en un cuerpo tomas en una región y tomas la h local
   
5. hm estable la energía por lo tanto el ambiente es liquido y se saca la media
   

Nusselt

Numero a dimensional el cual esta estrechamente relacionado con h igual que esta antes puesto cada numero a dimensional es adquirir los mismo sub indices sus respectivos valores y prendimiento pues la h lo define y quedar escalas diferentes,   cada numero a dimensional es diferente aunque no tenga unidades y debes definir su escalas 

Las magnitudes físicas de interés para la definir las escalas son:

 

Al definir nuesse se ocupa el teorema pi el cual lo plantea como:

y aparte de este se generan otros tres tipos de números adimensionales los cuales no da un fragmento de cada parte del fenómeno

Así viendo el fenómeno y sus definiciones puede ver puedes notar que a través un poco sus definición podrías definir que tipo de conveccion podrá se puesto que cada una es una acción de el fenómeno es algo observable

Grashof fuerza de flotación y viscosidad esto puede ser en medios con con fluidos y su densidad influenciara mas este fenómeno pues esto puede ser notado mas en medios líquidos

Prandtl difusividad de cantidad de movimiento de moléculas y difusividad térmica esto se nota al incremento de energía las moléculas el calor se propaga y genera mas choque de partículas 

Reynolds reacción de fuerza de inercia y viscosidad estos nos presenta una oposición natura en el ambiente por el cual el movimiento es obstruido por fricción entre el medio y el objeto

Así con estos se determina el tipo de conveccion se natural forzada o incluso puede ser combinada para definirnos debes de saber la cantidad de cada numero natural implicado:

 

EJEMPLOSOR 

Cilindro sumergido en Fluido solo  actúa  la energía y no presenta otra presión externa conveccion natural si lo querremos resolver de forma gráfica buscamos una que tenga Nu = Nu(Gr, Pr) así Nu  =  0.525 (GrPr)1/4

Estimar la velocidad de pérdida de calor por convección libre por unidad de longitud de una tubería horizontal de 15 cm de diámetro externo, si la temperatura de la superficie es de    38 OC y el aire que la rodea está a 1atm y 270C.

primero definimos temperatura de película así esto es lo mas importante puesto que es la de todo el fenómeno

luego pondremos las unidades y cada parte del fenómeno en forma física desde gravedad densidad y las propiedades de los materiales las cuales son inherentes de este y también las del el ambiente sea aire agua etc.

luego con las definiciones de Grashof  por Prandtl desglosamos sus ecuación individuales y hacemos álgebra y tadan 

{}

y de esto sustituimos los valores

 

con la gráfica anterior revisamos y Nu=2.22

asi sacamos h de esta forma sacamos diferentes valores de h pero cada un

o necesita diferentes gráficas y la deducid de cada una de las ecuaciones varia de acuerdo a la geometría y aunque cada cosa tiene una estrecha relación debido a fenómenos con mismas variante no puedes definir todo los fenómenos a dimensionales como iguales por que aunque tenga una relación no son igual y debes mantener la física detrás de estos.