Convección Forzada

Convección Forzada:

el movimiento del fluido es generado por fuerzas impulsoras externas. Porejemplo: aplicación de gradientes de presióncon una bomba, un soplador, etc.

la convección externa forzada es aquel mecanismo de transferencia de calor entre una superficie y un fluido con movimiento que fluye alrededor de la misma, el cual es forzado a circular a través de esta por algún equipo donde se hace variar la

presión del fluido de trabajo.

Resistencia al movimiento.

Cuando un cuerpo se mueve en las inmediaciones de la superficie de la Tierra en condiciones reales, en dependencia de la dirección y el medio donde se realiza, su movimiento está influido básicamente por dos tipos de resistencias, lasfuerzas por rozamiento y las fuerzas de arrastre. En este artículo daremos una descripción de cada una de esas influencias.

Rozamiento.

El rozamiento, también llamado fricción (aunque preferimos usar el término del Español, rozamiento, ya que el de fricción es el nombre españolizado procedente del inglés) es muy familiar a todos nosotros. Es la fuerza que se produce en la superficie de contacto entre dos cuerpos y que se opone al deslizamiento mutuo. El rozamiento nos permite caminar, permite a un automóvil circular por los caminos, y mantiene los clavos y tornillos en su lugar. La lubricación es muy importante en las máquinas para reducir el rozamiento entre las piezas en contacto.

Suponga que usted quiere mover un cajón de un lado a otro sobre la superficie del piso, lo empuja pero no se mueve, ante esto, empuja con mas fuerza pero nada, el cajón sigue estático. En ese momento pide ayuda a otra persona y entre los dos logran ponerlo en movimiento, y, para su sorpresa, después que comenzó a moverse ya no necesita de la ayuda, lo puede seguir desplazando solo. Esto se debe a que existe un rozamiento estático, entre el cajón y el piso que actúa en ausencia de movimiento que alcanza un valor máximo. Una vez en movimiento, resulta mas fácil moverlo, la fuerza debido al rozamiento cae, y en este caso se dice que el rozamiento es dinámico, cuya magnitud es menor que el máximo del rozamiento estático. Ambos rozamientos actúan a lo largo de la superficie de contacto, el rozamiento estático se opone al componente, paralelo al piso, de la fuerza aplicada, y el dinámico es contrario a la velocidad de movimiento.

Los experimentos realizados desde hace mucho tiempo, comenzados por Themistius en el 350 antes de Cristo y seguidos después por Leonardo da Vinci en el siglo XV, dieron pie para demostrar que la fuerza debido al rozamiento era proporcional a la fuerza que "apretaba" los dos cuerpos y que llamaremos normal (N), sin importar la cantidad de área en contacto. Cuando un cuerpo se desliza por una superficie horizontal, la normal coincide con el peso del cuerpo (P). Si la superficie está inclinada un ángulo θ la fuerza que "aprieta" ambos cuerpos (normal) es la componente vertical del peso, cuyo valor puede calcularse con la expresión:

N= P cos θ

La constante que establece la proporcionalidad entre la fuerza debido al rozamiento y la normal se llama coeficiente de rozamiento μ. El coeficiente de rozamiento μ es adimensional (no tiene unidades de medida), es decir, es solo un número y depende de las superficies en contacto. Su determinación se hace experimentalmente. Como ya hemos visto, las fuerzas debido al rozamiento estático y al dinámico son diferentes, lo que nos obliga a definir dos coeficientes de rozamiento, uno para cada caso, el coeficiente de rozamiento estático μe y el coeficiente de rozamiento dinámico μd .

Si denotamos la fuerza debido al rozamiento estático como fe , y la de rozamiento dinámico como fd las magnitudes de las fuerzas están

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