![Existen 3 números adimensionales que nos pueden servir para calcular h experimentales, éstos
son los números de Reynolds, Prandtl y Nusselt. Las definiciones de estos números son:
Número de Reynolds: sirve para flujos influenciados por efectos viscosos, flujos internos y flujos de
capa limite.
𝑅𝑒 =
𝑓𝑢𝑒𝑟𝑧𝑎 𝑖𝑛𝑒𝑟𝑐𝑖𝑎𝑙
𝑓𝑢𝑒𝑟𝑧𝑎 𝑣𝑖𝑠𝑐𝑜𝑠𝑎
=
𝜌𝑙𝑉
𝜇
Número de Prandtl: sirve para el cociente de difusividad de momento y difusividad térmica.
𝑃𝑟 =
𝐷𝑖𝑓𝑢𝑠𝑖ó𝑛 𝑑𝑒 𝑐𝑎𝑛𝑡𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑚𝑜𝑣𝑖𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜
𝐷𝑖𝑓𝑢𝑠𝑖ó𝑛 𝑑𝑒 𝑐𝑎𝑙𝑜𝑟
=
𝐶 𝑝 𝜇
𝑘
Número de Nusselt: mide el aumento de transferencia de calor de un flujo comparada con una
conducción de calor para su sólido experimental.
𝑁𝑢 =
𝑇𝑟𝑎𝑛𝑠𝑓𝑒𝑟𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑒 𝑐𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑝𝑜𝑟 𝑐𝑜𝑛𝑣𝑒𝑐𝑐𝑖ó𝑛
𝑇𝑟𝑎𝑛𝑓𝑒𝑟𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑒 𝑐𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑝𝑜𝑟 𝑐𝑜𝑛𝑑𝑢𝑐𝑐𝑖ó𝑛
=
ℎ𝑙
𝑘
Para relacionar la constante de convección y los números adimensionales se requieren ciertas
condiciones ambientales que se deben de cumplir para que la relación exista. Entonces se habla de
condiciones para una convección forzada y turbulenta. Una convección forzada es aquella cuyo su
flujo es generado por una fuerza externa, como una bomba o un ventilador. En la convección
forzada se pueden alcanzar flujos calóricos superiores a la convección natural. Un flujo turbulento
se define como aquel flujo que tiene un valor de número de Reynolds mayor que 3000.
La correlación encontrada se denota como:
𝑁𝑢 = 𝑎 ∙ 𝑅𝑒 𝑏
∙ 𝑃𝑟 𝑐
∙ (
𝐿
𝐷
)
𝑑
Dónde a, b, c y d son constantes de proporcionalidad, L es la longitud y D el diámetro transversal.
Estas constantes varían mucho según las condiciones de los experimentos realizados. Por ejemplo,
en caso de Re > 10 000, a = 0.023, b = 0.8 y c = 1/3 (el cociente L/D y la constante d quedan
absorbidos en la constante a).
Lo importante y lo que nos interesa es que el número de Nusselt es un cociente de h/k, por lo
tanto se pude despejar la constante de convección y encontrar su valor:
ℎ𝐿
𝑘
= 𝑎 ∙ 𝑅𝑒 𝑏
∙ 𝑃𝑟 𝑐
∙ (
𝐿
𝐷
)
𝑑
ℎ =
𝑘
𝐿
[𝑎 ∙ 𝑅𝑒 𝑏
∙ 𝑃𝑟 𝑐
∙ (
𝐿
𝐷
)
𝑑
] =
𝑊𝑎𝑡𝑡
𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 ∙ 𝐾𝑒𝑙𝑣𝑖𝑛
Es importante recordar que h es una constante, por lo tanto, su valor no cambia con respecto a las
condiciones experimentales.
Referencias: http://www.ibeninson.com.ar/nsite/archivos/Conveccion.pdf
Mecanismos de fluidos. Potter, Wiggert. 3° Edición.](https://image.slidesharecdn.com/h-140503141953-phpapp02/85/h-y-numeros-adimensionales-1-320.jpg)
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h y numeros adimensionales
- 1. Existen 3 números adimensionales que nos pueden servir para calcular h experimentales, éstos son los números de Reynolds, Prandtl y Nusselt. Las definiciones de estos números son: Número de Reynolds: sirve para flujos influenciados por efectos viscosos, flujos internos y flujos de capa limite. 𝑅𝑒 = 𝑓𝑢𝑒𝑟𝑧𝑎 𝑖𝑛𝑒𝑟𝑐𝑖𝑎𝑙 𝑓𝑢𝑒𝑟𝑧𝑎 𝑣𝑖𝑠𝑐𝑜𝑠𝑎 = 𝜌𝑙𝑉 𝜇 Número de Prandtl: sirve para el cociente de difusividad de momento y difusividad térmica. 𝑃𝑟 = 𝐷𝑖𝑓𝑢𝑠𝑖ó𝑛 𝑑𝑒 𝑐𝑎𝑛𝑡𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑚𝑜𝑣𝑖𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 𝐷𝑖𝑓𝑢𝑠𝑖ó𝑛 𝑑𝑒 𝑐𝑎𝑙𝑜𝑟 = 𝐶 𝑝 𝜇 𝑘 Número de Nusselt: mide el aumento de transferencia de calor de un flujo comparada con una conducción de calor para su sólido experimental. 𝑁𝑢 = 𝑇𝑟𝑎𝑛𝑠𝑓𝑒𝑟𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑒 𝑐𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑝𝑜𝑟 𝑐𝑜𝑛𝑣𝑒𝑐𝑐𝑖ó𝑛 𝑇𝑟𝑎𝑛𝑓𝑒𝑟𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑒 𝑐𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑝𝑜𝑟 𝑐𝑜𝑛𝑑𝑢𝑐𝑐𝑖ó𝑛 = ℎ𝑙 𝑘 Para relacionar la constante de convección y los números adimensionales se requieren ciertas condiciones ambientales que se deben de cumplir para que la relación exista. Entonces se habla de condiciones para una convección forzada y turbulenta. Una convección forzada es aquella cuyo su flujo es generado por una fuerza externa, como una bomba o un ventilador. En la convección forzada se pueden alcanzar flujos calóricos superiores a la convección natural. Un flujo turbulento se define como aquel flujo que tiene un valor de número de Reynolds mayor que 3000. La correlación encontrada se denota como: 𝑁𝑢 = 𝑎 ∙ 𝑅𝑒 𝑏 ∙ 𝑃𝑟 𝑐 ∙ ( 𝐿 𝐷 ) 𝑑 Dónde a, b, c y d son constantes de proporcionalidad, L es la longitud y D el diámetro transversal. Estas constantes varían mucho según las condiciones de los experimentos realizados. Por ejemplo, en caso de Re > 10 000, a = 0.023, b = 0.8 y c = 1/3 (el cociente L/D y la constante d quedan absorbidos en la constante a). Lo importante y lo que nos interesa es que el número de Nusselt es un cociente de h/k, por lo tanto se pude despejar la constante de convección y encontrar su valor: ℎ𝐿 𝑘 = 𝑎 ∙ 𝑅𝑒 𝑏 ∙ 𝑃𝑟 𝑐 ∙ ( 𝐿 𝐷 ) 𝑑 ℎ = 𝑘 𝐿 [𝑎 ∙ 𝑅𝑒 𝑏 ∙ 𝑃𝑟 𝑐 ∙ ( 𝐿 𝐷 ) 𝑑 ] = 𝑊𝑎𝑡𝑡 𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 ∙ 𝐾𝑒𝑙𝑣𝑖𝑛 Es importante recordar que h es una constante, por lo tanto, su valor no cambia con respecto a las condiciones experimentales. Referencias: http://www.ibeninson.com.ar/nsite/archivos/Conveccion.pdf Mecanismos de fluidos. Potter, Wiggert. 3° Edición.