8/17/2019 C Convección
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Fundamentos de Transferencia de calor
Programa de Adiestramiento IPS
Transferencia de CalorTransferencia de Calor
por Convección por Convección
Martha AhowMartha Ahow
Edward MagallanesEdward Magallanes
Ramón SuárezRamón Suárez
Jennie LizardoJennie Lizardo
Robinson RomeroRobinson Romero
8/17/2019 C Convección
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Cada mecanismo de transferencia de calor se describe a travs de unaCada mecanismo de transferencia de calor se describe a travs de una
ecuación !ue relaciona la energ"a a ser transferida en unidad de tiem#o aecuación !ue relaciona la energ"a a ser transferida en unidad de tiem#o a
un área f"sica involucrada$un área f"sica involucrada$
%tros factores !ue intervienen en la ecuación son las tem#eraturas o%tros factores !ue intervienen en la ecuación son las tem#eraturas o
gradientes de tem#eraturas& algunos coeficientes !ue de#enden de variasgradientes de tem#eraturas& algunos coeficientes !ue de#enden de varias
#ro#iedades f"sicas del sistema ' del mecanismo de transferencia en#ro#iedades f"sicas del sistema ' del mecanismo de transferencia en
#articular$#articular$
Transferencia de calor
Programa de Adiestramiento IPS
8/17/2019 C Convección
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Se define como la combinación de los #rocesos de conducciónSe define como la combinación de los #rocesos de conducción
de calor con la transferencia de masa ' el almacenamiento de lade calor con la transferencia de masa ' el almacenamiento de la
energ"a calor"fica& es decir !ue la convección es unaenerg"a calor"fica& es decir !ue la convección es una
combinación de transferencia de masa y de calor combinación de transferencia de masa
y de calor $$
(eneralmente se asocia el #roceso de convección con la(eneralmente se asocia el #roceso de convección con la
transferencia de calor entre una su#erficie sólida ' un l"!uido ótransferencia de calor entre una su#erficie sólida ' un l"!uido ó
gas$gas$
Definición
Programa de Adiestramiento IPS
Transferencia de calor por Convección
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Transferencia de calor por Convección
Mecanismo
Programa de Adiestramiento IPS
La energ"a calórica flu'e #or convección desde)hasta laLa energ"a calórica flu'e #or convección desde)hasta la
su#erficie hasta las molculas de fluido ad'acentes a la tuber"asu#erficie hasta las molculas de fluido ad'acentes a la tuber"a
Aumenta la energ"a interna ' la tem#eratura de las molculas Aumenta la energ"a interna ' la tem#eratura de las molculas
ad'acentes a la su#erficiead'acentes a la su#erficie
Equilibrio térmicoEquilibrio térmico
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Convección libre ó natural
Convección forzada
Programa de Adiestramiento IPS
Tipos
Convección de flujo turbulento
Convección de flujo laminar
Flujo separado de la superficie sólida (Ej. Flujo en el exterior de una tubería)
Con cambio de fase (Ej. Plantas de vapor y condensado)
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Convección libre o natural*
Se origina debido a la diferencia de densidad en los fluidos ' a su vez se #roducen
#or los gradientes de tem#eratura en el fluido$
Convección forzada*
Se caracteriza #or la #resencia de un dis#ositivo& +bomba& ventilador, o medio
agitador !ue interviene en el movimiento de mezclado del fluido$ Es mu'
im#ortante #ara analizar el #roceso de convección estudiar las caracter"sticas del
flu-o de fluido& 'a !ue conociendo estas caracter"sticas se #odra determinar la
eficiencia del #roceso$
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Tipos
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Convección forzada
Programa de Adiestramiento IPS
Tipos
.lu-o se#arado de la su#erficie sólida
.lu-o en el e/terior de una tuber"a
h& coeficiente de convecciónh& coeficiente de convección0& aislamiento0& aislamiento
tuber"atuber"a
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Convección forzada
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Con cambio de fase E-$ Rgimen de flu-o ' tem#eratura en un tubo vertical calentado
! " #! " #
! " $.#! " $.#
L"!uidoL"!uido
sub1enfriadosub1enfriado
.lu-o burbu-a.lu-o burbu-a
Churn, slug Churn, slug
Anular o #el"cula Anular o #el"culadeslizantedeslizante
L"!uidoL"!uido
dis#ersodis#erso
(as(as
Calentamiento del
n2cleo sub1enfriado
Calentamiento del
n2cleo saturado
Calentamiento de la
masa
Dry wall Dry wall
3ransf$ #or convección
Solo convección
Convección a va#orsobrecalentado
455 637)#ie8 h 9.
85555 1 :5555 637)#ie8 h 9.&
de#endiendo de la velocidad
del fluido
;555 637)#ie8 h 9.
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Transferencia de calor por Convección
Mecanismo
Programa de Adiestramiento IPS
En la transferencia de calor #or convección se #roduce transferencia tanto deEn la transferencia de calor #or convección se #roduce transferencia tanto de
energ"a como de masa& #or lo tanto este mecanismo no se debe 2nicamente aenerg"a como de masa& #or lo tanto este mecanismo no se debe 2nicamente a
el gradiente de tem#eratura sino tambin a los #erfiles de velocidad dentro delel gradiente de tem#eratura sino tambin a los #erfiles de velocidad dentro del
fluido$fluido$
%tros factores intervienen en este mecanismo como la forma ' tama
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LE> =E E?.R@AM@E?3% =E ?E3%? +;B5;,LE> =E E?.R@AM@E?3% =E ?E3%? +;B5;,
! h A +3! h A +3ss 1 31 3aa,,
LE !"#D$%E#T$L DE C'ECC( DE C$L&) LE !"#D$%E#T$L DE C'ECC( DE C$L&)
Programa de Adiestramiento IPS
$ $
**
t;
fluido& t8
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LE> =E E?.R@AM@E?3% =E ?E3%? +;B5;,LE> =E E?.R@AM@E?3% =E ?E3%? +;B5;,
! h A +3! h A +3ss 1 31 3aa,,
=onde*
h * coeficiente de transferencia de calor #or convección& 637)hr #ie8 9.
h f +)e, +r & ?u& Ci$$$$ ,
Re = ρ D)µ
r C#µ )0
?u C; +Re,C8 +r,C4
?u h=)0
LE !"#D$%E#T$L DE C'ECC( DE C$L&) LE !"#D$%E#T$L DE C'ECC( DE C$L&)
Programa de Adiestramiento IPS
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Transferencia de calor por convecciónTransferencia de calor por convección
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%ecuencia de tan&ues de almacenamiento' tomados con una cmara infrarroja%ecuencia de tan&ues de almacenamiento' tomados con una cmara infrarroja
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Transferencia de calor por convecciónTransferencia de calor por convección
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@magen humana tomada con una@magen humana tomada con una
cámara infrarro-a& #ro'ectada en b)ncámara infrarro-a& #ro'ectada en b)n
3omadas con una cámara infrarro-a3omadas con una cámara infrarro-a