TRANSFERENCIA DE CALOR POR CONVECCIÓN

FORZADACorrelaciones para el calculo de coeficientes de transferencia de

calor.

FLUJO LAMINAR SOBRE PLACA PLANA HORIZONTAL

Dado que la temperatura puede variar fuertemente entre la placa y la corriente libre, las propiedades del fluido (ρ, μ, Cp, k) se evalúan con la llamada temperatura de película, Tf:

Para placas no isotérmicas, se utiliza el promedio de temperatura para toda la placa,

que se sustituye en la Ec. 1.

1

2

REGIÓN LAMINAR

Espesor de la capa límite:

En función de la posición sobre la placa, placa isotérmica:

3

4

5

Validas para

6

REGIÓN LAMINAR

Validas para

7

REGIÓN LAMINAR

Propiedades promedio para placa de largo L, placa isotérmica:

REGIÓN LAMINAR

8

9

10

En función de la posición sobre la placa, placa no isotérmica y flujo de calor constante en la pared q”:

Validas para:

REGIÓN LAMINAR

11

12

13

Placa calentada a partir de una longitud Xo, placa isotérmica:

REGIÓN LAMINAR

14

REGIÓN TURBULENTAEspesor de la capa límite:

En función de la posición sobre la placa, placa isotérmica:

15

16

17

18

19

En función de la posición sobre la placa, placa no-isotérmica y flujo de calor constante en la pared q”:

REGIÓN TURBULENTA

20

REGIÓN DE TRANSICIÓN

Propiedades promedio para placa de largo L, placa isotérmica:

21

22

Propiedades promedio para placa de largo L, placa isotérmica:

REGIÓN DE TRANSICIÓN

23

En las correlaciones que vienen a continuación, el Re y el Nu se calculan según:

24

Las propiedades del fluido (ρ, μ, Cp, k) se calculan a la temperatura promedio (promedio entre la temperatura de entrada y la de salida); las propiedades que presentan el subíndice “p” se calculan a la temperatura de la pared del tubo. Para un intercambiador tubular donde intercambian calor un fluido a alta temperatura (fluido caliente) con un fluido a baja temperatura (fluido frío):

Dónde el subíndice 1 y 2 se refieren a las condiciones de entra y salida, respectivamente, y los subíndices c y f se

refieren la fluido caliente y el frío, respectivamente.

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RÉGIMEN LAMINAR26

27

RÉGIMEN DE TRANSICIÓN28

29

30

31

RÉGIMEN TURBULENTO

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33

34

35

36

RÉGIMEN TURBULENTO

37

37

39

En las correlaciones que vienen a continuación, el Re y el Nu se calculan según:

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RÉGIMEN LAMINAR

CORRELACIÓN DE SIEDER & TATE 41

RÉGIMEN DE TRANSICIÓN Y TURBULENTO

CORRELACIÓN DE PRANDLT (46)

42

CORRELACIÓN DE HAUSEN

RÉGIMEN DE TRANSICIÓN Y TURBULENTO

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La correlación que se presenta a continuación es válida para hacer cálculos para:La transferencia de calor en intercambiadores de carcaza y tubo, para flujo por la carcaza. Se observan variables comoDeq (Diámetro equivalente de la carcaza para transferencia de e calor)G (Flujo másico por unidad de área en la carcaza)

La temperatura depared, o Tp, se calcula:

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CORRELACIÓN DE KERN 44

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