Actividad 4Santiago Acevedo – Joham Álvarez

Transferencia de CalorActividad 4

Santiago Acevedo Sierra – Joham Álvarez MontoyaFundamentos de convección

1. ¿Cuál es el significado físico del número de Nusselt? ¿Cómo se define?

2. ¿Qué diferencia presenta el número de Nusselt respecto al número de Biot?

3. ¿Para cuál modo de transferencia de calor se presenta un mayor valor de coeficiente de convección: natural o forzada? ¿Por qué?

4. ¿Cuál relación para número de Nusselt se debe emplear para evaluar el coeficiente de convección para el flujo sobre un banco de tubos que presente menos de 16 tubos en dirección del flujo? ¿Qué temperatura se emplea para evaluar las propiedades del fluido en esta relación?

5. Para incrementar el flujo de calor por convección, se pueden implementar diferente mecanismo que mejoren las propiedades de transporte de los fluidos de trabajo. Enunciar los factores que condicionan el incremento de transferencia de calor cuando se adicionan nano partículas al fluido base.

6. ¿Cuáles variables se deben medir para valorar el coeficiente de transferencia de calor por convección en aplicaciones que consideren la inclusión de nano partículas?

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Actividad 4Santiago Acevedo – Joham Álvarez

Solución

1. Nusselt es un número adimensional que relaciona la transferencia de calor por convección y la transferencia de calor por conducción en una capa de fluido de una determinada longitud, visto de otra forma representa la eficiencia del proceso de transferencia de calor (que tanto domina la convección sobre la conducción y viceversa)(1).

Si la transferencia de calor se da por conducción pura en el valor del número de Nusselt es igual a 1, en cambio, si el número de Nusselt tiende a un valor más grande, mayor será le eficacia de la transferencia de calor por convección.

El número de Nusselt se define como:

Nu=hLk

h: Coeficiente de transferencia de calor por convección. k: Coeficiente de transferencia de calor por conducción del fluido.L: Longitud característica.

2. El número de Biot relaciona la transferencia de calor por convección en la superficie de un cuerpo (externa) con la transferencia de calor por conducción dentro del mismo (interno), entonces la diferencia con el número de Nusselt radica en que Biot relaciona convección con conducción del cuerpo y Nusselt convección con conducción del fluido.

Nusselt aplica para análisis de convección en estado estacionario y Biot para análisis de conducción en estado transitorio.

3. El coeficiente de transferencia de calor por convección es mayor en la convección forzada, ya que se obliga a un fluido a pasar por el cuerpo con una relativa mayor velocidad que la convección natural, esto mejora el coeficiente de convección ya que pone en contacto las zonas frías y calientes del fluido, lo que aumenta la velocidad de trasferencia de calor.

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Referencias bibliográficas

(1)Canal simple con flujo de calor simétrico en las paredes. Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial. Recuperado de: