GUIA DE TRANSFERENCIA DE CALOR II. TRAYECTO III / TRIM VII. UNIDA III: CONVECCIÓN INTERNA FORZADA El flujo interno se caracteriza por estar el fluido completamente confinado por las superficies interiores del tubo.
Gasto de masa (m) o flujo laminar
Donde:
ṁ = gasto de masa.
ρ = densidad.
Prof: Ing. Liliana Rodríguez.
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Ac = área de la seccin trans!ersal.
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Reynolds p! el "l#$o %n&e!no en
•
D%)*e&!o +%d!)#l%(o
&#'o (%!(#l!
"e ˂ #$%% &lujo laminar. #$%% ˂ "e
˂
'%%%% &lujo de transicin.
"e ˃ '%%%% &lujo turbulento. •
•
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Des!!ollo de l (p l,*%&e de -elo(%dd en #n &#'o
Des!!ollo de l (p l,*%&e &!*%( en #n &#'o. E "l#%do den&!o del &#'o se es&) en"!%ndo0
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Prof: Ing. Liliana Rodríguez.
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2! 3s 4 (ons&n&e0
"azn de transferencia de calor ()
()
*emperatura media en la salida del tubo
&lujo de calor en la superficie (
)
Donde: *i + *e : son las temperaturas medias del fluido en la entrada + la salida del tubo. : "azn de transferencia de calor ,acia el fluido o desde -ste. s : &lujo de calor en la superficie ,/: 0oeficiente de transferencia de calor local. *s : temperatura en la superficie. *m: temperatura media del fluido. •
2! Ts 4 (ons&n&e
"azn de transferencia de calor () *emperatura media del fluido en la salida del tubo. Diferencia media logar1tmica de temperatura. (2*ln ) 2*i = *s 3 *i
2*e = *s 3 *e
4-rdida irre!ersible de presin debida a los efectos de friccin. (24)
Prof: Ing. Liliana Rodríguez.
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4otencia reuerida de bombeo para !encer esta p-rdida5 para un gasto !olum-trico (6)
2! el "l#$o l*%n! (o*ple&*en&e des!!olldo en #n &#'o (%!(#l!
&actor de friccin (f) Gasto !olum-trico del flujo (6)
7u es constante para (4ara s = constante)
7u es constante para (4ara *s = constante)
4ara flujo laminar en desarrollo en la regin de entrada5 con temperatura superficial (*s) constante
En tubo circular
2! el "l#$o &#!'#len&o (o*ple&*en&e des!!olldo (on s#pe!"%(%es l%ss
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n = %58 para calentamiento del fluido. n = %5$ para enfriamiento del fluido.
9as propiedades del fluido se e!alan a la temperatura promediada entre la entrada + la salida del fluido
* b = (*i ; *e) < #
4ara el flujo de metale8s l1uidos en el rango de '% 8 ˂ "e '% (*s = constante) (s = constante)
4ara el flujo turbulento completamente desarrollado con superficies ásperas el factor de friccin f se determina con base en el diagrama de >ood+5 o bien con la e/presin.
&actor de friccin para el flujo de transicin + turbulento en tubos lisos + ásperos
E$e!(%(%os '. Entra agua a '?@0 + a razn de %5$ g
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de la superficie del tubo está mu+ cercana a %0. Bi descarta la resistencia t-rmica del material del tubo5 determine a) la temperatura del aceite cuando el tubo sale del lago5 b) la razn de la transferencia de calor desde el aceite5 + c) la potencia de bombeo reuerida para !encer la p-rdida + mantener el flujo del aceite en el tubo. $. Esta flu+endo agua en forma estacionaria a %& (ρ = #5$ lbm
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REFERENCIAS
*ransferencia de calor. Iunus 0engel.
&undamentos de transferencia de calor. &. Jncropera
