FUNDAMENTO DE FLUJO DE CALOR EN FLUIDOS .
FLUJO DE CALOR
El flujo de calor es la medida de la transferencia de energía, que es causada por una diferencia de temperatura y conduce al equilibrio de temperatura entre sustancias.
La cantidad de calor que pasa de una sustancia a otra por unidad de tiempo es el flujo de calor con la unidad de medida J/s. Esta es la unidad de medida en vatios (w) que se usa comúnmente para indicar la potencia.
Los procesos en los que se transfiere el calor tienen lugar como conducción de calor (CONDUCCIÓN), flujo de calor (CONVECCIÓN) o radiación de calor (RADIACIÓN).
En la práctica de ingeniería química se presenta con gran frecuencia el flujo de calor desde un fluido a otro pasando a través de una pared sólida. El calor que se transmite puede ser latente que se desarrolla en los cambios de fase , o bien calor sensible debido al aumento o disminución de la temperatura de un fluido sin cambio de fase.
- Disminución de temperatura de un fluido por transmisión de calor a otro fluido más frío, que a su vez se calienta.
- La condensación de vapor de agua mediante agua de refrigeración.
- La vaporización a una determinada presión del agua contenida en una solución mediante la condensación de vapor a presión más elevada.
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DONDE DOMINA EL MECANISMO DE CONDUCCION
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Dónde domina el mecanismo de convección?
- fluidos en contacto con sólidos
- entre partes de un fluido ( a diferentes temperaturas).
La transferencia de calor a través de un fluido es por convección cuando se tiene un movimiento masivo y por conduccion cuando no se tiene este movimiento. Por lo tanto, la conducción en un fluido se puede concebir como el casi límite de la convección, correspondiente al caso de un fluido en reposo.
PRINCIPALES SISTEMAS FLUJO DE CALOR EN FLUIDOS
FLUJO PARALELO SOBRE PLACAS PLANAS
El flujo en la capa límite de velocidad se inicia como laminar, pero si la placa es suficientemente larga, el flujo se volverá turbulento a una distancia Xcr a partir del borde, donde el numero de Reynolds alcanza su valor crítico de transición.
El flujo en la capa límite de velocidad se inicia como laminar, pero si la placa es suficientemente larga, el flujo se volverá turbulento a una distancia Xcr a partir del borde, donde el numero de Reynolds alcanza su valor crítico de transición.
La transición del flujo laminar hacia el turbulento depende:
- Configuración geométrica de la superficie.
- Aspereza
- velocidad corriente arriba
- temperatura superficial
- tipo del fluido
FLUJO A TRAVES DE CILINDROS Y ESFERAS
El número de Re, para superficies de este tipo esta denominado por:
Re= VD/v
donde V es la velocidad uniforme del fluido al aproximarse al cilindro o esfera.
El número de Reynolds crítico para el flujo que pasa a través de un cilindro o una esfera es alrededor de 2x10⁵
FLUJO A TRAVES DE BANCOS DE TUBOS
Los tubos en un banco suelen disponerse alineados o escalonados en la dirección del flujo.
CLASIFICACIÓN DE LO FLUJO DE CALOR EN FLUIDOS
La transferencia de calor por convección esta ligada a la mecánica de fluidos. hay varias maneras de clasificar los problemas de flujo de fluidos y a continuación se presentan algunas categorías generales.
INTERCAMBIADOR DE CALOR DE PLACAS
La transferencia de calor implica el llevar dos fluidos de temperaturas distintas a una intermedia entre ambas, de forma que una caliente o enfríe a la otra. esto significa que la energía ya existente en el sistema simplemente se transfiere a otra parte del proceso donde pueda producir un mayor beneficio.
CALDERAS ACUOTUBULARES
Son aquellas calderas en las que el fluido de trabajo se desplaza por tubos durante su calentamiento.
el agua va a ser calentada o evaporada, circula por dentro de los tubos y los gases muy calientes de la combustión saturan el exterior de los tubos(acuotubos), los tubos se unen y forman un recinto del hogar, denominado paredes de agua .
TORRE DE ENFRIAMIENTO
FLUIDOS UTILIZADOS EN LA INDUSTRIA
REFRIGERANTES
REFRIGERANTES
CARACTERISTICA DE UN REFRIGERANTE
Los aceites minerales se utilizan en muchos calentadores de radiación de conveniencia. estos calentadores son utilizados por residentes, industrias y durante el proceso de calefacción. Siliconas y aceites de transformación son algunos otros tipos que se utilizan en el proceso.
