071-Transferencia de Calor Conveccion Forzada 2016

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TRANSFERENCIA DE CALOR POR CONVECCIÓN FORZADA
Correlaciones 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 TURBULENTA
Espesor de la capa límite:
En función de la posición sobre la placa, placa isotérmica:
15
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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
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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
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En las correlaciones que vienen a continuación, el Re y el Nu se calculan según:
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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 LAMINAR
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RÉGIMEN DE TRANSICIÓN
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29
30
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RÉGIMEN TURBULENTO
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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
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RÉGIMEN DE TRANSICIÓN Y TURBULENTO
CORRELACIÓN DE PRANDLT (46)
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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 como
Deq (Diámetro equivalente de la carcaza para transferencia de e calor)
G (Flujo másico por unidad de área en la carcaza)
La temperatura de
pared, o Tp, se calcula:
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CORRELACIÓN DE KERN 
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46
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