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Fenómenos de Transporte Tema 9 p. 1 TEMA 9 Coeficiente de transmisión de calor y balance macroscópico de energía Balance macroscópico de energíaBalance.

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1 Fenómenos de Transporte Tema 9 p. 1 TEMA 9 Coeficiente de transmisión de calor y balance macroscópico de energía Balance macroscópico de energíaBalance macroscópico de energía. Transporte de energía: Coeficiente de transmisión de calorTransporte de energía: Coeficiente de transmisión de calor. Correlación de valores experimentalesCorrelación de valores experimentales. Ordenes de magnitudOrdenes de magnitud. Ecuaciones de correlaciónEcuaciones de correlación. Coeficiente global de transmisión de calorCoeficiente global de transmisión de calor.

2 Fenómenos de Transporte Tema 9 p. 2 Balance macroscópico de energía De forma más compacta:

3 Fenómenos de Transporte Tema 9 p. 3 En régimen estacionario (w 1 = w 2 ): Simplificaciones habituales en procesos con transmisión de calor/trabajo: Efectos de energía cinética, potencial y trabajo despreciables. Para evaluar el término de entalpía:

4 Fenómenos de Transporte Tema 9 p. 4 Régimen turbulento. Estado estacionario. Balance de materia: Balance de cdm: Balance de energía: Ecuación de estado: Ejemplo: Mezcla de dos corrientes de gases ideales

5 Fenómenos de Transporte Tema 9 p. 5 Transporte de energía: Coeficiente de transmisión de calor FLUJO T o1 T o2 T b1 T b2 Posibles definiciones del coeficiente: Q = Flujo de calor en la interfase, h = coeficiente de transmisión de calor, A = superficie, T = diferencia característica de temperatura. Definición 1) Flujo en conducciones

6 Fenómenos de Transporte Tema 9 p. 6 2) Flujo alrededor de cuerpos sumergidos Correlación de valores experimentales de coeficientes de transmisión de calor: análisis dimensional. PROBLEMA: Convección forzada en tubos. Flujo estacionario. Perfil de velocidad a la entrada conocido: v 1 (r, ). Temperatura en la pared constante: T o (> T b1 ). Propiedades físicas constantes:, µ, C p, k. Flujo de calor en la pared:

7 Fenómenos de Transporte Tema 9 p. 7 Variables adimensionales: Número de Nusselt: Cálculo del perfil de temperatura: Ecs. adimensionales de continuidad, movimiento y energía: Condiciones límite: Resolviendo e integrando: Para perfiles de velocidad desarrollados:

8 Fenómenos de Transporte Tema 9 p. 8 Ordenes de magnitud de los coeficientes de transmisión de calor

9 Fenómenos de Transporte Tema 9 p. 9 Algunas ecuaciones de correlación

10 Fenómenos de Transporte Tema 9 p. 10 Coeficiente global de transmisión de calor Fluido Caliente TCTC Fluido Frío Pared T1T1 T2T2 TFTF Coeficiente global (definición sobre la superficie fría): Etapas individuales en serie: Reordenando:


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