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Norman E. Rivera Pazos
Práctica #7
Obtención del coeficiente de convección
P
José Ricardo Silva Talamantes
Gabriel Manjarrez Albarrán
Diana Pérez Santoyo
Fernanda Barrera Gutiérrez
Francisca Sánchez Sánchez
José Víctor Muñoz Saucedo
Laboratorio Integral I
Introducción
El presente reporte de laboratorio tiene como finalidad presentar los conocimientos
adquiridos en la pasada práctica de laboratorio llamada "determinación del coeficiente
de convección " Correspondiente a la materia de Laboratorio Integral, impartida por el
profesor Norman Edilberto Rivera Pazos, en el Instituto Tecnológico de Mexicali.
la forma la cual se obtuvieron los datos del coeficiente de convección (h) , fue por
medio de un experimento realmente simple el cual trataba de hacer pasar un flujo de
agua por una manguera y así determinar el coeficiente de convección con las
fórmulas de nusselt,reynolds y prandtl .
Objetivo
Obtener el valor del coeficiente de convección (flujo forzado) del agua.
Marco Teórico
El coeficiente de película o coeficiente de convección, representado habitualmente
como h, cuantifica la influencia de las propiedades del fluido, de la superficie y del flujo
cuando se produce transferencia de calor por convección.
El Número de Nusselt (Nu) es un número adimensional que mide el aumento de la
transmisión de calor desde una superficie por la que un fluido discurre (transferencia
de calor por convección) comparada con la transferencia de calor si ésta ocurriera
solamente por conducción.
L como una longitud característica. Para formas complejas se define como el volumen
del cuerpo dividido entre su área superficial.
K como la conductividad térmica del fluido.
h como el coeficiente de transferencia de calor.
Re=número de Reynolds C y n=parámetros que dependen del número de Reynolds
Pr=número de prandtl
El número de Reynolds relaciona la densidad, viscosidad, velocidad y dimensión típica
de un flujo en una expresión adimensional, que interviene en numerosos problemas de
dinámica de fluidos. Dicho número o combinación adimensional aparece en muchos
casos relacionado con el hecho de que el flujo pueda considerarse laminar (número de
Reynolds pequeño) o turbulento (número de Reynolds grande).
Para un fluido que circula por el interior de una tubería circular recta, el número de
Reynolds viene dado por:
El Número de Prandtl (Pr) es un número adimensional proporcional al cociente entre la
difusividad de momento (viscosidad) y la difusividad térmica. Se llama así en honor a
Ludwig Prandtl.
Cp. es la capacidad calorífica a presión constante.
μ es la viscosidad.
k es la conductividad termica.
Material y equipo
 termómetro de luz infraroja
 manguera de plástico
 probeta
 Bernie
 cronometro
Procedimiento
 Se coloca la manguera de diámetro de 1 cm en la toma de agua
 se abre la toma de agua y se calcula el caudal con el cronometro y una probeta
 se mide la temperatura del influente y efluente que ambas son de 24 grados
centígrados
Cálculos y Resultados
Datos:
Diámetro de tubería interior= 1cm=
Temperatura del agua = 24 centígrados
Q= volumen por unidad de tiempo = 2.524 X 10^-5
Cp= 4181.3
µ (24 ˚C) =0.00089 N s/
k=0.58 W/m k
v= ρ=997 kg/
Re=
Pr=
Nu=
Conclusiones
Gracias al experimento realizado se pudo comprender mejor el cálculo del coeficiente
de conductividad térmica ,se puede aprecias cuales son las variables que realmente
alteran dicho coeficiente que serían las propiedades físicas del fluido así como el
diámetro de la tuberia,la velocidad del fluido y su temperatura .
El coeficiente de convección obtenido fue de 3335.58 para agua en un flujo forzado el
cual está en los límites para su categoría lo cual avala nuestro experimento.
Medio
Coeficiente de transferencia
de calor h (W/m2
.K)
Aire (convección natural) 5-25
Aire/vapor supercalentado
(convección forzada)
20-300
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Agua (en ebullición) 3000-60.000
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Referencias:
http://help.solidworks.com/2011/spanish/SolidWorks/cworks/LegacyHelp/Simulation/An
alysisBackground/ThermalAnalysis/Convection_Topics/Convection_Heat_Coefficient.ht
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Lab. inte. i practica #7-obtencion de coeficiente de conveccion termica

  • 1. Norman E. Rivera Pazos Práctica #7 Obtención del coeficiente de convección P José Ricardo Silva Talamantes Gabriel Manjarrez Albarrán Diana Pérez Santoyo Fernanda Barrera Gutiérrez Francisca Sánchez Sánchez José Víctor Muñoz Saucedo Laboratorio Integral I
  • 2. Introducción El presente reporte de laboratorio tiene como finalidad presentar los conocimientos adquiridos en la pasada práctica de laboratorio llamada "determinación del coeficiente de convección " Correspondiente a la materia de Laboratorio Integral, impartida por el profesor Norman Edilberto Rivera Pazos, en el Instituto Tecnológico de Mexicali. la forma la cual se obtuvieron los datos del coeficiente de convección (h) , fue por medio de un experimento realmente simple el cual trataba de hacer pasar un flujo de agua por una manguera y así determinar el coeficiente de convección con las fórmulas de nusselt,reynolds y prandtl . Objetivo Obtener el valor del coeficiente de convección (flujo forzado) del agua.
  • 3. Marco Teórico El coeficiente de película o coeficiente de convección, representado habitualmente como h, cuantifica la influencia de las propiedades del fluido, de la superficie y del flujo cuando se produce transferencia de calor por convección. El Número de Nusselt (Nu) es un número adimensional que mide el aumento de la transmisión de calor desde una superficie por la que un fluido discurre (transferencia de calor por convección) comparada con la transferencia de calor si ésta ocurriera solamente por conducción. L como una longitud característica. Para formas complejas se define como el volumen del cuerpo dividido entre su área superficial. K como la conductividad térmica del fluido. h como el coeficiente de transferencia de calor. Re=número de Reynolds C y n=parámetros que dependen del número de Reynolds Pr=número de prandtl El número de Reynolds relaciona la densidad, viscosidad, velocidad y dimensión típica de un flujo en una expresión adimensional, que interviene en numerosos problemas de dinámica de fluidos. Dicho número o combinación adimensional aparece en muchos casos relacionado con el hecho de que el flujo pueda considerarse laminar (número de Reynolds pequeño) o turbulento (número de Reynolds grande). Para un fluido que circula por el interior de una tubería circular recta, el número de Reynolds viene dado por: El Número de Prandtl (Pr) es un número adimensional proporcional al cociente entre la difusividad de momento (viscosidad) y la difusividad térmica. Se llama así en honor a Ludwig Prandtl. Cp. es la capacidad calorífica a presión constante. μ es la viscosidad. k es la conductividad termica.
  • 4. Material y equipo  termómetro de luz infraroja  manguera de plástico  probeta  Bernie  cronometro Procedimiento  Se coloca la manguera de diámetro de 1 cm en la toma de agua  se abre la toma de agua y se calcula el caudal con el cronometro y una probeta  se mide la temperatura del influente y efluente que ambas son de 24 grados centígrados
  • 5. Cálculos y Resultados Datos: Diámetro de tubería interior= 1cm= Temperatura del agua = 24 centígrados Q= volumen por unidad de tiempo = 2.524 X 10^-5 Cp= 4181.3 µ (24 ˚C) =0.00089 N s/ k=0.58 W/m k v= ρ=997 kg/ Re= Pr= Nu=
  • 6. Conclusiones Gracias al experimento realizado se pudo comprender mejor el cálculo del coeficiente de conductividad térmica ,se puede aprecias cuales son las variables que realmente alteran dicho coeficiente que serían las propiedades físicas del fluido así como el diámetro de la tuberia,la velocidad del fluido y su temperatura . El coeficiente de convección obtenido fue de 3335.58 para agua en un flujo forzado el cual está en los límites para su categoría lo cual avala nuestro experimento. Medio Coeficiente de transferencia de calor h (W/m2 .K) Aire (convección natural) 5-25 Aire/vapor supercalentado (convección forzada) 20-300 Petróleo (convección forzada) 60-1800 Agua (convección forzada) 300-6000 Agua (en ebullición) 3000-60.000 Vapor (en condensación) 6000-120.000 Referencias: http://help.solidworks.com/2011/spanish/SolidWorks/cworks/LegacyHelp/Simulation/An alysisBackground/ThermalAnalysis/Convection_Topics/Convection_Heat_Coefficient.ht m?format=P