TRANSFERENCIA DE CALOR EN MAQUINA TD360C POR CONVECCION FORZADA

FACULTAD DE INGENIERIA

AREA DE FLUIDOS Y TERMICAS

TRANSFERENCIA D ECALOR

GUIA LABORATORIO N° 1

SEMANA 16 – DURACIÓN 90 MIN

1. TITULO DE LA PRACTICA: TRANSFERENCIA DE CALOR EN MAQUINA TD360C POR CONVECCION FORZADA

2. OBJETIVOS

2.1 General

 Analizar los resultados obtenidos experimentalmente en la práctica, con los datos otorgados por el manual.

2.2 Específicos

 Comprender el comportamiento de la maquina bajo las condiciones a las que se encuentra.

 Realizar un montaje de acuerdo indica el manual.

 Organizar los datos obtenidos en el experimento.

3. MARCO TEORICO

Convección. Ley de Newton.

Definición.

Para que exista transmisión de calor por convección se considera que el calor fluirá a través de un medio cuyas moléculas o partículas presentan movimiento relativo, es decir un medio líquido, gaseoso, o más genéricamente un medio fluido. La convección puede ser natural o forzada. Convección natural. Es debida al gradiente térmico, y se justifica:

1. Por la diferencia de densidad o de peso específico que aparece debido a las diferentes temperaturas. Esto produce que el fluido más frío circule hacia abajo y el más caliente hacia arriba, produciendo una corriente ascendente. En esta consideración participa la fuerza de gravedad, pero en el caso que ésta no entre en juego por estar el sistema en el espacio exterior, la convección natural también tiene lugar, por el siguiente punto.

2. Las partículas líquidas o gaseosas tienen movimientos relativos continuos, que aumentan al aumentar sus estados térmicos. Este movimiento transporta la energía calórica en forma de energía cinética mientras se desplaza la partícula y va colisionando con las millones que encuentra en su camino, y a su vez éstas hacen lo mismo, verificándose una convección a nivel molecular de flujo

muy turbulento. El movimiento de las partículas es conocido como movimiento browniano. Convección forzada. Es cuando se aplican medios mecánicos para hacer circular el fluido. Ley de

Newton. Newton estudió el mecanismo de convección en forma comparativa observando la circulación de fluidos en un sistema de tubos cilíndricos concéntricos donde el fluido circula a contracorriente. El estudio se realiza por comparación: la transmisión de calor se realiza en regímenes de circulación tanto laminar como turbulento. En estas condiciones, Newton midió cantidad de calor transferido ΔQ, el gradiente de temperaturas t y como consecuencia obtuvo experimentalmente una resistencia al flujo de calor proporcional al gradiente t e inversamente proporcional al calor ΔQ. R ~ Δt / ΔQ La constante de convección "h". Para las aplicaciones prácticas se utiliza la constante "h", llamada también coeficiente de película. Es de muy difícil determinación, ya que depende de las siguientes variables:

• Velocidad de circulación

• Densidad de fluido

• Calor específico de las sustancias

• Diámetro de los tubos

• Viscosidad del fluido

• Conductividad

Con todos estos parámetros se plantea la solución mediante el análisis adimensional de Buckingham.

Ecuación general de convección. Para cada sistema de convección existirá una constante "h", de tal forma que la ecuación de Newton se plantea similar a la de Fourier:

(dQ/dτ )A =h A (t-θ)

Esta ecuación representa el flujo de calor que se manifiesta en un sistema a régimen permanente, en donde t es la temperatura de un fluido estanco o un cuerpo en cualquier estado de agregación, y θ es la temperatura del fluido conectivo. COEFICIENTE DE TRANSFERENCIA DE CALOR POR CONVECCION La ley de enfriamiento de Newton establece que la tasa de transferencia de calor que abandona una superficie a una temperatura Ts para pasar a un fluido del entorno a temperatura Tf se establece

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