El aula del IngenieroEnergía

Calcular Transferencia de Calor en un Fluido Laminar

Hoy nos centraremos en la metodología a seguir para determinar la Transferencia de Calor, sin y con cambio de fase para fluidos laminares. La intención es resumir cuáles son los pasos a seguir y las fórmulas necesarias para calcular un sistema donde se transfiera calor y puede existir cambio de fase, o no.

Metodología de cálculo para intercambio de calor sin cambio de fase en fluidos laminar

Pasos a seguir

1- Determinar que es un Fluido Laminar.

Un fluido laminar es un tipo de flujo de fluido en el que las partículas de fluido se mueven en capas sucesivas, sin mezclarse entre sí. Cada capa se desliza sobre la capa inferior sin interacción aparente, y el flujo es muy ordenado y predecible. Los fluidos laminares tienen una viscosidad relativamente alta y se mueven a velocidades bajas, y se caracterizan por la ausencia de turbulencia. Los fluidos laminares se encuentran comúnmente en aplicaciones como el flujo de líquidos a través de tuberías.

2- Comprobar que no existe Cambio de Fase.

Existe cambio de fase en un fluido cuando este pasa de un estado a otro, como de sólido a líquido o de líquido a gas. Esto ocurre cuando se produce un cambio en las condiciones ambientales del fluido, como la presión o la temperatura. Por ejemplo, el agua se solidifica cuando se enfría y se convierte en vapor cuando se calienta. Los cambios de fase también pueden ocurrir debido a la adición o eliminación de energía en forma de calor o trabajo.

3- Determinar el tipo de transferencia por convección que existe. (Forzada o Libre).

La convección es un modo de transferencia de calor en el que el calor se transporta a través de un fluido en movimiento. La convección puede ser forzada o natural. La convección forzada se produce cuando un fluido es forzado a moverse mediante la acción de una fuente externa, como un ventilador o una bomba. La convección natural, también conocida como convección libre, se produce cuando el fluido se mueve debido a la diferencia de densidad que se produce como resultado de la variación de temperatura.

Una vez determinado lo anterior seguimos con las fórmulas recomendadas para cada caso.

Transferencia de calor por Convección sin cambio de Fase.

Transferencia de calor por convección forzada en placa plana (sin cambio de fase).

convección forzada en placa plana

Transferencia de calor por convección forzada en cilindro (sin cambio de fase).

convección en tubos

Transferencia de calor por convección forzada exterior en banco de tubos (sin cambio de fase).

convección en banco de tubos

Transferencia de calor por convección libre (sin cambio de fase).

Calcular Transferencia de Calor en un Fluido Laminar 1

Transferencia de Calor por Convección (con cambio de fase)

Transferencia de calor por condensación con cambio de fase en placa y tubos verticales (con cambio de fase).

condensación con cambio de fase

Transferencia de Calor por Ebullición con Cambio de Fase

Calcular Transferencia de Calor en un Fluido Laminar 2

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