Determine el coeficiente de intercambio de calor térmico por convección sobre superficies de diferentes geometrías usando la ley de enfriamiento de Newton y las correlaciones.

Superficie (Material: Aluminio) DimensionesCilindro Ø= 24.5 mm L= 200mmEsfera Ø= 78,5mm

Esfera

Datos:K aluminio = 209,3 w/mkTsuperficie = 49°CTambiente = 23°CV= 43,5VI= 0,6AV= 4,4m/s

P=V ×IP=43,5V ×0,6 AP=26,1W=Qc

Qc=hc× A (Tsup−Tamb)26,1W=hc×4 π (0,0392m)2(49° C−23 °C )

hc=52,01W /m ² K

Aire

Usando las correlaciones

Propiedades del aire a 23°C = 296Kμambiente = 18,266 x 10-6 Kg/msK= 0,02646 W/mkPr= 0,69V= 15,304 x 10-6 m2/s

Propiedades del aire a 49°C = 322Kμs= 19,37 x 10-6 Kg/ms

ℜ=V ×Dv

ℜ= 4,4m /s×0,0784m0,000015304m2/ sℜ=22540,51

N esf=ht ×DK

=2+[0,4 2√ℜ+0,063√(ℜ) ² ]Pr0,4( μambienteμ s )

0,25

Nesf=93,68

h t=Nesf × KD

h t=31,57W /m ² K

%E=|ht−hc|

ht

%E=|31,57W /m ² K−52,01W /m ² K|

31,57W /m ² K×100 %

%E=64,74 %

Datos:

K aluminio = 209,3 w/mkTsuperficie = 39°CTambiente = 29°CV= 29,5VI= 0,6AV= 4,4m/s

P=V ×IP=29,5V ×0,6 AP=17,7W=Qc

Qc=hc× A (Tsup−Tamb)17,7W=hc×2π (0,01225m )(0,2m)(39 ° C−29 °C)

hc=114,98W /m ²K

Aire

Usando las correlaciones

Tp=Tsup+Tamb2

Tp=39 ° C+29 °C2

Tp=34 °C=307K

Propiedades del aire a 34°C = 307KK= 0,0271 W/mkPr= 0,69V= 18,73 x 10-6 m2/s

ℜ=V ×Dv

ℜ=4,4m / s×0,0245m0,00001873m2 /sℜ=5755,47

Ncil=ht × DK

=0,3+ 0,62 2√ℜ× Pr0,33

[1+ 3√( 0,4Pr )

2]0,25

Ncil=36,725

Ncil=ht × DK

ht= Nesf × KD

ht=40,62W /m ² K

%E=|ht−hc|

ht

%E=|40 ,7 2W /m ² K−1 1 4,98W /m ²K|

40,72W /m ² K×100 %

%E=182,36 %