1.transfe final

Transferencia de Calor por Conveccin

UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILEFACULTAD DE INGENIERADepartamento de Ingeniera MecnicaSANTIAGO

TITULO DE LA EXPERIENCIATRANSFERENCIA DE CALOR POR CONVECCIN

________________________________________________________________________________________________________321/04/201314/04/2013

E940

EXPERIENCIA N __________Grupo N_______Fecha de la Exp_________________ Fecha de Entrega _________________15066TRANSFERENCIA DE CALOR

NOMBRE ASIGNATURA_________________________________________________________CODIGO___________DIURNAINGENIERA DE EJECUCION MECANICA

CARRERA__________ ____________________________________Modalidad (Diurna o Vespertina)___________________________DAZ TORO JAVIER

ARAYA ESPINOZA MARCELINO

NOMBRE DEL ALUMNO___________________________________________________________________________Apellido PaternoApellido MaternoNombre

________________________ Firma del alumno

Fecha de RecepcinMANUEL PEDRAZA GONZALEZ

Nota de Interrogacin ________________Nombre del Profesor ________________________________________

Nota de Informe ____________________ _________________________________Nota Final __________________ ______ ________________Firma del Profesor

SE RECOMIENDA AL ESTUDIANTE MEJORAR EN SU INFORME LA MATERIA MARCADA CON UNA X

________Presentacin________Clculos, resultados, grficos________Caractersticas Tcnicas________Discusin, conclusiones________Descripcin del Mtodo seguido_______ApndiceOBSERVACIONES

Transferencia de Calor por ConveccinDimec Universidad de Santiago

15ndice

Pg.1. Resumen Ejecutivo32. Objetivos de la Experiencia43. Caractersticas Tcnicas de los Equipos e Instrumentos54. Descripcin del Mtodo Seguido65. Tabla de mediciones Efectuadas76.-Modelos matemticos Empleados77.- Presentacin de Resultados87.1.-Tablas de datos obtenidos87.2.-Grficos 98.-Desarrollo de Clculos108.1.-Conveccin Forzada10 8.1.1.-Modelo de Colburn128.1.2.-Modelo De Seider Y Tate138.1.3. Modelo de Gnielinsky148.2.-Conveccin Natural158.2.1.-Placa Superior168.2.1.1.-Modelo De Mc Adams178.2.1.2.-Modelo De Holfman188.2.2.-Placa Inferior198.2.2.1.-Modelo De Mc Adams208.2.2.2-Modelo De Holfman218.2.3.-Placa Vertical228.2.3.1.-Modelo De Mc Adams238.2.3.2.-Modelo De Holfman2410.- Discusin de los Resultados, Comentarios y Conclusiones Personales2511.- Apndice 2712.- Bibliografa Empleada 28

1. Resumen Ejecutivo

El presente informe expone al lector el anlisis de datos del laboratorio de conveccin forzada con generacin interna de calor, para determinar del coeficiente pelicular dentro de un ducto rectangular. El propsito es reconocer bajo el criterio de Reynolds los tipos de flujos y su incidencia en las variables involucradas a este fenmeno llamado conveccin forzada. Para realizar los clculos se aplican dos mtodos con el fin de comparar ambos criterios, enriqueciendo la manera en que concluyamos respecto a los datos que se calculen. El informe consta de; los Objetivos de la experiencia, los Equipos e Instrumentos implicados, el Procedimiento experimental, la presentacin de los resultados y las conclusiones pertinentes de la experiencia como el tipo de conveccin analizada y los criterios utilizados. Adems, en el apndice se adjunta, parte de la introduccin terica, el desarrollo de los clculos y grficos que muestren cmo se relaciona el coeficiente de Reynolds con el coeficiente pelicular calculado y por ltimo hacer un punto de comparacin de ambos mtodos utilizados, hacindonos de una idea de qu factores son ms incidentes en el fenmeno.

2. Objetivos de la Experiencia

2.1. Objetivo General

Aplicar los conocimientos de transferencia de calor en conveccin, para evaluar el coeficiente de acuerdo a las situaciones fsicas planteadas.

2.2. Objetivo Especficos

a) Determinar el coeficiente 1 para el caso particular de un ducto rectangular horizontal, con una resistencia elctrica interna, mediante dos modelos matemticos.

b) Efectuar un anlisis comparativo de los resultados.

c) Determinar el coeficiente e para una placa con conveccin natural, mediante dos modelos matemticos.

3.- Caractersticas tcnicas de los dispositivos y equipos utilizados

Sistema Tnel de viento con generacin interna de calor, su entrada de seccin rectangular yTnel decubierta externamente con un aislante permite el calentamiento de un flujo constante deVientoaire, que es generado por el movimiento de unas aspas conectadas a un motor externocontrolado mediante un dinammetro. Su salida cilndrica asegura el desarrollo del caudal se desarrolle por completo, permitiendo analizar en la seccin circular de salida el perfil de velocidades.

DinammetroMarca: Westinghouse.Velocidad: 0- 8000 RPM.

MotorMarca: Westinghouse.Potencia KW = 5,13 = 6 Hp.Voltaje = 380 v; Trifsico, (150 3600) RPM.

Termmetro Marca: Fluke, modelo 52 II.DigitalEscala: Celsius (C), Fahrenheit (F) y Kelvin (K)Termocuplas tipo K de inmersin y de contacto

AnemmetroMarca: no verificadaUnidades de medida: m/sRango: no verificado Resolucin: 1 m/s

AmpermetroMarca: Conway Electronics InterpriseRango usado : 0-10 AResolucin: 0,5 A

Voltmetro:Marca: Conway Electronics InterpriseRango usado: 0-250 VoltResolucin: 5 Volt

Huincha de medir Rango: 0-3000mmResolucin 1mm

4.- Descripcin del mtodo seguido

Al comienzo del laboratorio se identifican las variables a medir y reconocemos el equipo de la experiencia, reconocemos los instrumentos de medicin y certifica el montaje bajo la direccin del profesor que nos indica la importancia de la seguridad y medidas predictivas que pueden evitar un accidente y/o que un instrumento resulte daado.Se instala el ducto rectangular de latn cubierto de un material aislante, se instala el equipo elctrico e instrumentos de medicin de Voltaje y Amperaje para supervisar los parmetros de cada de tensin y corriente de la resistencia que generar el aporte calrico. Un equipo de medicin, registro y clculo se instala en la salida de aire, dotados de un anemmetro miden la velocidad promedio de salida que nos servir para evaluar el Reynolds de cada flujo en particular, otro numeroso grupo mide la temperatura superficial superior, inferior y lateral del ducto, adems de medir la temperatura del fluido a la entrada y salida del ducto en el latn, suponiendo que esta temperatura superficial en estado estable es la del fluido. Tambin se registra la temperatura atmosfrica local. Por ltimo el profesor se instala en Dinammetro proporcionando progresivamente distintos flujos de aire, mediante la variacin de revoluciones del motor.Se mencionan los modelos matemticos que servirn posteriormente para el desarrollo de clculos y se define la funcin dentro de la experiencia para cada estudiante y registran las variables tabulndolas en una tabla de valores.

5.- Tabla De Mediciones EfectuadasRevT001T002Tw1Tw2tiempoVel2VoltajeCorrienteTwsTwiTwvT00ext

RPM[F][F][F][F][s][m/s][V][A][F][F][F][F]

20071,193,972,784,31211,312108,973,173,173,871

30071,193,573,184,2391,652108,976,173,774,771,5

40071,38973,983,5312,942108,976,674,475,772

50071,785,874,181,9282,892108,977,17575,772,5

60072,383,574,680,7293,812108,976,775,175,972,4

1. .-de Resultadosnes Efectuadasnto conectadas a un motor externo2. 3. 4. 5. 6. 6.- Modelos Matemticos Empleados

1. 2. 3. 4. 5. 6. 6.1. 6.2. Para el clculo del coeficiente pelicular interior se usarn los modelos:

Modelo De Colburn: Nu = * Re 0.8 * Pr 1/3(1)

Modelo De Seider Y Tate: Nu = * Re 0.8 * Pr 1/3 * ( )0.14(2)

Luego el se obtendr mediante:

Nu ==> (3)

Para el clculo del coeficiente pelicular exterior se ocuparn los siguientes modelos:

Modelo De Mc Adams:Nu = C * (Gr * Pr)h (4)

Modelo De Holman: Nu = 0.508 * Pr 1/2 * (0.952 + Pr) -1/4 * Gr (5)

Luego el se obtendr mediante:

Nu = => (6)

7. Presentacin de resultados7.1. Tablas de datos obtenidos

CONVECCIN FORZADARPM

Re

Nusselt

i (Colburn)[Btu/hr ft2 F]i(Seider)[Btu/hr ft2 F]

2002703171,36451,34611,3427

30045084107,45062,02802,0221

40063048140,51702,64942,6410

50081469172,49873,24243,2317

600104186210,01003,94353,9305

CONVECCIN FORZADA MODELO MC ADAMS

RPMe supe infe vert

McAdams[Btu/hr ft2 F][Btu/hr ft2 F][Btu/hr ft2 F]

2000,2568920,1284460,42382535

3000,312070,1295430,43795809

4000,3119360,1323540,45385797

5000,31180,1336630,43758658

6000,3066540,1363360,44748124

CONVECCIN FORZADA MODELO MC ADAMS

RPMe supe infe vert

Holfman[Btu/hr ft2 F][Btu/hr ft2 F][Btu/hr ft2 F]

2000,195766630,195766630,29561243

3000,237815130,197967280,30546982

4000,237713070,202219670,31655977

5000,237609740,204198960,3052107

6000,23368810,208165840,31211209

7.2.-GrficosConveccin Forzada

8.- Desarrollo de Clculos8.1.- Conveccin Forzada Para evaluar los valores que nos permitan el uso de los modelos de Collburn y Sieder Y Tate, hay calcular la temperatura pelicular para cada caso, entrando mediante este parmetro a la tabla de propiedades fsicas de los gases (aire) y obtener los parmetros necesarios para evaluar el nmero de Reynolds, nmero de Prandtl y todo aquel valor que incida en su calculo.

Nmero de Reinolds:(7)Donde: DHE = Dimetro Hidrulico EquivalentePr = Nmero de Prandtl= velocidad caracterstica del fluido = viscosidad dinmicak = conductividad trmicaPara el caso particular de 200 [RPM] la temperatura de la pared ser:

Por lo que la temperatura pelicular tendr el valor de:

Obteniendo de as los valores de temperatura de pared y pelicular, para todos los valores de RPM usados

RevTwTp

RPM[F][F]

20078,580,5

30078,780,5

40078,779,4

50078,078,4

60077,777,8

Interpolando en la tabla de propiedades fsicas del aire obtengo para cada una de las temperaturas los valores de:

= la viscosidad dinmica del fluido a temperatura pelicular Tp, = la viscosidad dinmica del fluido a temperatura de pared Tw, = viscosidad dinmicak = conductividad trmica

Que sern usados para calcular mediante el mtodo de Seider Y Tate, luego con el propsito de calcular nmero de Reynolds, y considerando que el flujo recorre un ducto rectangular, calculamos el Dimetro Hidrulico Equivalente. donde: a = 0,3m ; b = 0,2m

En la experiencia se obtuvo la velocidad media en salida de seccin circular del ducto , por lo tanto, ocupando la ecuacin de continuidad, puesto que el caudal es constante, se puede determinar la velocidad media del aire en el ducto en la zona rectangular:

Despejando se obtiene:

Entonces el valor del Nmero de Reynolds resulta:

Resumiendo los clculos de y de Reynolds y los valores obtenidos de tabla de propiedades fsicas del aireRevTwTp w kPrVRe

x10^-5x10^-5x10^-3

RPM[F][F](lbm/ft*seg)(lbm/ft*seg)(ft2/seg)(BTU/hr*pie*F)(ft/seg)

20078,580,51,25051,2470,16990,0150,727,2933880

30078,780,51,25051,24730,16990,0150,729,1842677

40078,779,41,24861,24740,16940,0150,7216,3676285

5007878,41,24681,24610,16880,0150,7216,0875228

8.1.1. Modelo De Colburn

Ecuacin (1) corresponde al modelo de Colburn para flujos turbulentos desarrollados entre 10.000 < Re < 120.000, los valores de Reynolds de la tabla anterior corroboran la validez del modelo.

Modelo De Colburn:

Nu = * Re 0.8 * Pr 1/3(1)

Se reemplazan los valores obtenidos

Nu200 = * 33880 0.8 * 0,72 1/3 = 85.5

Finalmente

= = 1,6232 [Btu/hr ft2 F]

As para los valores sucesivos obteniendo la tabla de resumen del modelo de Colburn:

RevReNusselti(Colburn)

RPM[Btu/hr ft2 F]

2003388085,51,6232

30042677102,841,9523

40076285163,663,1026

50075228161,843,0637

60099357202,193,8242

8.1.2. Modelo De Seider Y Tate

Ecuacin (2) corresponde al modelo de Seider y Tate para flujos turbulentos desarrollados entre 10.000 < Re < 120.000, los valores de Reynolds de la tabla N3 corroboran la validez del modelo.

Modelo De Seider y Tate:

Nu = * Re 0.8 * Pr 1/3 * ( )0.14(2)


Nu200 = 0,0226 * 33880 0.8 * 0,72 1/3 * ()0,14= 82.22335

Finalmente

= = 1,6180Btu/hr ft2 F]

As para los valores sucesivos obteniendo la tabla de resumen del modelo de Seider y Tate:

RPMRe x10^-5w x10^-5Nusselti(Seider)

[Btu/hr ft2 F]

200338801,2505881,247058885,223351,6180

300426771,2505441,2473235102,50741,9461

400762851,2486911,2474118163,1373,0927

500752281,2468381,2461765161,32553,0539

600993571,2457791,2455588201,53973,8120

8.1.3. Modelo de Gnielinsky

Modelo de Gnielinsky:

Nu =

Con coeficiente de friccin


=0.02296

Nu200 = = 78.447

Finalmente

= = 1,4845[Btu/hr ft2 F]

As para los valores sucesivos obteniendo la tabla de resumen del modelo de Gnielinsky:

RPMuu(u/u)^0,14fNuhi

2001,2470591,2505881,0003960,00286978,447181,4845

3001,2473241,2505441,0003610,00271793,764771,7743

4001,2474121,2486911,0001440,002385146,83042,7785

5001,2461761,2468381,0000740,002394144,87952,7416

6001,2455591,2457791,0000250,002256179,8153,4026

8.2. Conveccin Natural

Para evaluar los valores que nos permitan el uso de los modelos de Mc Adams y Holman, hay calcular la temperatura pelicular para cada caso, entrando mediante este parmetro a la tabla de propiedades fsicas de los gases (aire) y obtener los parmetros necesarios para evaluar el nmero de Reynolds, nmero de Prandtl, nmero de Grashof y todo aquel valor necesario para el clculo mediante estos mtodos.

Nmero de Grashof: GrL = * (T T) * L3

Donde:g es la aceleracin de lagravedad es elcoeficiente de expansin trmicaL es la longitud caracterstica es la viscosidad cinemtica

Puediendo luego calcular mediante los modelos Mc Adams y Holman Nusselt y posteriormente el coef. pelicular de las paredes que se estudian para este informe, superior, inferior y vertical.

Modelo De Mc Adams:Nu = C * (Gr * Pr)h (4)

Modelo De Holman: Nu = 0.508 * Pr 1/2 * (0.952 + Pr) -1/4 * Gr (5)

8.2.1Placa SuperiorSiendo el Largo caracterstico}

Otra manera de calcular este valor es , pero para efectos de clculos se hizo uso del primera forda dado que es lo recomendado en el apunte de clases

Luego calculando temperatura pelicular Tp

= = 69,5 FRPMTp [F]

20072,05

30073,8

40074,3

50074,8

60074,55

Se obtiene de esta forma la tabla de Temperaturas:

Temperaturas mediante las cuales ingresamos a la tabla de propiedades fsicas del aire obteniendo mediante interpolacin lineal los valores resumidos en la tabla N7 rpmTp [F]kPrg/ x10^6

20072,050,014824560,722,33

30073,80,014860590,722,30

40074,30,014870880,722,29

50074,80,014881180,722,28

60074,550,014876030,722,28

Calculamos Nmero de Grashof, Obteniendo para el valor de 200RPM

GrL = * (T T) * L3 = 2,33*106 * (73,1 -71) * 3,333 = 181101033,31672

As para todos los valores de RPM se obtiene la tabla de resumen:rpmPrGr

2000,72181101033

3000,72390577554

4000,72388828997

5000,72387080441

6000,72362653325

8.2.1.1.- Modelo De Mc Adams Placa SuperiorEl Modelo de Mac Adams evala mediante el producto del nmero de Grashof y Prandtl el tipo de flujo que se est analizando, obteniendo los parmetros C y n, sabiendo que:Tipo flujoOrientacin placaGr * PrCh

LaminarSuperficie superior caliente105 hasta 2*1070,541/4

TurbulentoSuperficie superior caliente2*107 a 3*10100,141/3

LaminarSuperficie inferior caliente3*105 - 3*10100,271/4

Para el caso particular de 200RPM obtenemos que dicho producto toma el valor de:Gr * Pr = 0,72 * 211625290 = 1,5*108Obteniendo para el todos los valores la tabla resumida de valoresrpmPrGrPr * Gr

2000,72181101033130392744

3000,72390577554281215839

4000,72388828997279956878

5000,72387080441278697918

6000,72362653325261110394

Lo que nos indica que para todos los casos las constantes tabuladas toman los valores de C=0,54 y h=1/4.Luego aplicando el modelo se obtiene:Modelo De Mc Adams:Nu = C * (Gr * Pr)h (4)

Para el caso de 200RPM Nu = 0,54 * (152370209)1/4 = 57,70416

Despejando de => = =0,256892

Obteniendo de igual forma los valores para el resto de las velocidades

RPM

Pr * Gr

Nusselt

e sup[Btu/hr ft2 F]

20013039274457,7041590,256892

30028121583969,92841820,31207

40027995687869,85002170,311936

50027869791869,77136040,3118

60026111039468,64356010,306654

8.2.1.2.- Modelo De Holfman Placa SuperiorHabiendo calculado los parmetros necesarios para la aplicacin del modelo, decimos que segn:

Modelo De Holman: Nu = 0,508 * Pr 1/2 * (0,952 + Pr) -1/4 * Gr 1/4 (5)

Calculando directamente para 200 RPM

Nu = 0,508 * 0,721/2 * (0,952 + 0,72)-1/4 * 1811010331/4 = 43,975

Obteniendo el Coef Pelicular

= =0,1957[Btu/hr ft2 F]

Obteniendo la Tabla de Valores para el modelo de Holfman:

RPMPrGrNusselte sup[Btu/hr ft2 F]

2000,7218110103343,974520,19576663

3000,7239057755453,290240,23781513

4000,7238882899753,23050,23771307

5000,7238708044153,170560,23760974

6000,7236265332552,311090,2336881

8.2.2.- Conveccin Natural, Placa InferiorSiendo el Largo caracterstico


= = 72,05 FRPMTp [F]

20072,05

30072,6

40073,2

50073,75

60073,75


Temperaturas mediante las cuales ingresamos a la tabla de propiedades fsicas del aire obteniendo mediante interpolacin lineal los valores resumidos en la tabla N7 rpmTp [F]kPrg/ x10^6

20072,050,01480,722,33

30072,60,01490,722,32

40073,20,01490,722,31

50073,750,01490,722,30

60073,750,01490,722,30


GrL = * (T T) * L3 = 2,40*106 * (69,5-68,3) * 3,333 = 106360019

As para todos los valores de RPM se obtiene la tabla de resumen:rpmPrGr

2000,72181101033

3000,72186797961

4000,72202867303

5000,72210369805

6000,72227712553

8.2.2.1.- Modelo De Mc Adams Placa InferiorEl Modelo de Mac Adams evala mediante el producto del nmero de Grashof y Prandtl el tipo de flujo que se est analizando, obteniendo los parmetros C y n, sabiendo que se trata de la superficie inferior caliente:Tipo flujoOrientacin placaGr * PrCh

LaminarSuperficie superior caliente105 hasta 2*1070,541/4

TurbulentoSuperficie superior caliente2*107 a 3*10100,141/3

LaminarSuperficie inferior caliente3*105 - 3*10100,271/4


2000,72181101033130392744

3000,72186797961134494532

4000,72202867303146064458

5000,72210369805151466260

6000,72227712553163953038


Para el caso de 200RPM Nu = 0,27 * (130392744)1/4 = 28,852

Despejando de => = = 0,1284 [Btu/hr ft2 F]


RPM

Pr * Gr

Nusselt

e inf[Btu/hr ft2 F]

20013039274428,852080,128446

30013449453229,076350,129543

40014606445829,682460,132354

50015146626029,953170,133663

60016395303830,552280,136336

8.2.2.2.- Modelo De Holfman Placa InferiorHabiendo calculado los parmetros necesarios para la aplicacin del modelo, se obtiene el n de Nusselt:



Nu = 0,508 * 0,721/2 * (0,952 + 0,72)-1/4 * 1811010331/4 = 43,975

Obteniendo el Coef Pelicular

= = 0,1957 [Btu/hr ft2 F]


RPMPrGrNusselte inf[Btu/hr ft2 F]

2000,7218110103343,974520,19576663

3000,7218679796153,290240,19796728

4000,7220286730353,23050,20221967

5000,7221036980553,170560,20419896

6000,7222771255352,311090,20816584

8.2.3.- Placa VerticalSiendo el Largo caracterstico es la altura del ducto


= = 72,4 FRPMTp [F]

20072,4

30073,1

40073,85

50074,1

60074,15


Temperaturas mediante las cuales ingresamos a la tabla de propiedades fsicas del aire obteniendo mediante interpolacin lineal los valores resumidos en la tabla N7 RPMTp [F]kPrg/ x10^6

20072,40,01480,722,32

30073,10,01490,722,31

40073,850,01490,722,29

50074,10,01490,722,29

60074,150,01490,722,29


GrL = * (T T) * L3 = 2,32*106 * (73,8-71) * 0,8533 = 4046056,97As para todos los valores de RPM se obtiene la tabla de resumen:RPMPrGr

2000,724046056,97

3000,724595442,17

4000,725278020,78

5000,724554552,25

6000,724979305,36

8.2.3.1- Modelo De Mc Adams Placa VerticalEl Modelo de Mac Adams evala mediante el producto del nmero de Grashof y Prandtl el tipo de flujo que se est analizando, obteniendo los parmetros C y n, sabiendo que se trata de una superficie vertical:Tipo flujoOrientacin placaGr * PrCh

Laminarvertical101 hasta 104graficografico

Laminarvertical104 hasta 1090,591/4

Turbulentovertical109 hasta 10120,101/3


2000,724046056,972913161,02

3000,724595442,173308718,36

4000,725278020,783800174,96

5000,724554552,253279277,62

6000,724979305,363585099,86


Para el caso de 200RPM Nu = 0,59 * (2913161,02)1/4 = 24,375

Despejando de => = = 0,4238 [Btu/hr ft2 F]


RPM

Pr * Gr

Nusselt

e vert[Btu/hr ft2 F]

2002913161,0224,374920,42382535

3003308718,3625,163260,43795809

4003800174,9626,049710,45385797

5003279277,6225,10710,43758658

6003585099,8625,673040,44748124

8.2.3.2.- Modelo De Holfman Placa VerticalHabiendo calculado los parmetros necesarios para la aplicacin del modelo, decimos que segn:



Nu = 0,508 * 0,721/2 * (0,952 + 0,72)-1/4 * 4046056,971/4 = 17,001

Obteniendo el Coef. Pelicular

= = 0,296 [Btu/hr ft2 F]


RPMPrGrNusselte vert[Btu/hr ft2 F]

2000,724046056,9717,001170,29561243

3000,724595442,1717,551030,30546982

4000,725278020,7818,169320,31655977

5000,724554552,2517,511860,3052107

6000,724979305,3617,90660,31211209

9.- Discusin de los resultados, comentarios y conclusiones personales

Para el desarrollo de esta experiencia, se pudo notar una serie de factores que influan en los resultados de los valores de conveccin forzada y natural. Adems, los modelos matemticos que se utilizaban tenan valores distintos entre s, ya que dependa de diferentes variables, lo que haca que sus resultados tuvieran diferentes aproximaciones.

Para la conveccin forzada, el clculo del coeficiente pelicular interior dependa principalmente del comportamiento que el fluido al interior del ducto. Esto quiere decir, que al aumentar el RPM del motor la velocidad del fluido aumentaba, provocando que se comportara turbulentamente, es por eso que el nmero de Reynolds es muy gravitante en los resultados. Cabe mencionar que durante el desarrollo de la experiencia, al modificar las condiciones (RPM) el transciente o periodo en que las condiciones se podan considerar estacionarias es relativamente corto, siempre menor a un minuto (excepto al iniciar la experiencia 1:21).

En el grafico del coeficiente pelicular versus el nmero de Reynolds, se ve que para ambos modelos matemticos, el coeficiente pelicular interior aumenta al aumentar el nmero de Reynolds, lo que implica que al aumentar el flujo o transporte de masa aumenta la transferencia de calor. Cabe resaltar que ambos modelos matemticos, Saider-Tate y Gnielinski tienen, a pesar de no ser idnticos, resultados bastante similares.

Si analizamos la ecuacin de Seider-Tate, podemos ver que la ecuacin depende de los cambios de viscosidad del fluido al variar la temperatura. Es por eso que al tener una diferencia pequea entre temperatura de Tw y de Too, el cociente entre las viscosidades dinmicas pelicular y de la pared van a tender a uno. Por lo que el nmero de Nusselt, va a variar solo con respecto al nmero de Reynolds, ya que el nmero de Prandtl se comporta como una constante para todos estos casos. Con esto podemos interpretar que el mtodo de Seider-Tate corrige los valores obtenidos por la ecuacin de Colburn, tomando el efecto de la temperatura que influye en la viscosidad del fluido.

En cambio la ecuacin de Gnielinski, analiza los efectos causados por el factor de friccin entre el fluido y la pared del ducto. Mientras mayor sea la friccin al interior del ducto ms favorable ser la trasferencia de calor y ms preciso ser en comparacin al modelo de Seider-Tate.

Analizando la ecuacin de Mac-Adams, encontramos que el modelo depende de la posicin de las placas y tambin de las constantes C y h, que se encuentran producto del nmero de Rayleigh. Estas constantes pueden traer errores debido al amplio rango de sus opciones. En cambio el modelo de Holman no depende de constantes sino que solo del nmero de Grashof, lo que produce que su resultados sean ms precisos.

El nmero de Grashof (Gr) en la conveccin natural cumple la misma funcin que cumple el nmero de Reynolds en la conveccin forzada. Esto porque se relaciona con la fuerza de empuje y las fuerzas de viscosidad que interactan en el fluido. Esto quiere decir que a mayor Gr mayor ser el incremento del nmero de Nusselt, y aumentara la trasferencia de calor.

Si comparamos los resultados obtenidos en las diferentes posiciones de las placas, podemos apreciar que los resultados de los coeficientes peliculares de la placa superior son mayores que los de la placa inferior. Esto se debe a que en la placa superior, las molculas del fluido se desplazan mejor y a mayor velocidad, lo que favorece la trasferencia de calor al medio exterior. En cambio en la placa inferior, el fluido con su alta agitacin tiende a subir hacia la placa superior, mientras que en la placa inferior llega fluido caliente mezclado con fluido frio, despus de su trasferencia de calor con la placa superior, producto de la turbulencia al interior del ducto. Todo esto provoca que la trasferencia de calor en la capa inferior sea mucho menor.

Se puede observar que los valores de la conveccin forzada son mucho mayores que los de conveccin natural. Esto se debe a que en el caso de la conveccin forzada, se utiliza un medio externo que provoca que la velocidad de trasferencia de calor del fluido sea mucho mayor a medida que se aumenta la velocidad en que circula el fluido. Es por eso que el nmero de Reynolds es una variable importante en los procesos de trasferencia de calor.

10.- Apndice

11.- Bibliografa

Gua de Laboratorio E940 Transferencia de calor por conveccin Apuntes de la clase del profesor Manuel Pedraza Fundamentos de Transferencia de Calor, Frank Incropera, Pearson 3ra edicin. Transferencia de calor F. Kreith, Propiedades fsicas de Gases Aire (pagina 647) transferencia de calor y masa Yunus A. Cengel http://www.convertworld.com/es/ (conversor de unidades)

1.transfe final

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