Hay tres métodos fundamentales median te los cuales ocurre este intercambio de calor: Conducción, convección, y radiación.
¿Cuáles son los tipos de transferencia de energía?
Las cuatro formas principales de transferencia de energía, que son importantes en la protección contra heladas, son la radiación; la conducción (o flujo de calor al suelo); la convección (i.e. la transferencia de calor sensible y calor latente en el fluido); y los cambios de fase asociados con el agua (Figura 3.1).
¿Qué tipos de convección existen?
De Wikipedia, la enciclopedia libre Las tres formas de transferencia del calor son: conducción, convección y radiación, mediante las que se transporta el calor entre zonas con diferentes temperaturas, La convección se produce únicamente por medio de materiales fluidos, la evaporación del agua o fluidos.
La convección en sí es el transporte de calor por medio del movimiento del fluido. Por ejemplo, al calentar el agua en una cacerola, el agua que entra en contacto con la base de la cacerola asciende al calentarse, mientras que el agua de la superficie desciende por los lados al enfriarse, y ocupa el lugar que dejó la porción caliente.
Del mismo modo que en la conducción, requiere un material para la transferencia. A diferencia de la radiación, la cual no necesita un medio para que ocurra la transferencia. La transferencia de calor implica el transporte de calor en un volumen y la mezcla de elementos macroscópicos de porciones calientes y frías de un gas o un líquido,
- Incluye también el intercambio de energía entre una superficie sólida y un fluido o por medio de una bomba, un ventilador u otro dispositivo mecánico (convección mecánica, forzada o asistida).
- Esta se caracteriza a través del número de Nusselt ( Nu ) que es función de los números de Reynolds ( Re ) y de Prandtl ( Pr ).
En el caso del flujo laminar dentro de la tubería se utiliza la ecuación de Sieder-Tate. Para flujo turbulento dentro de tubería se utiliza la ecuación de Boelter-Dittus. En la transferencia de calor libre o natural, un fluido es más caliente o más frío.
El contacto con una superficie sólida, causa una circulación debido a las diferencias de densidades que resultan del gradiente de temperaturas en el fluido. La circulación es causa de las fuerzas de flotación y las fuerzas viscosas. La relación entre ambas fuerzas es el número de Grashof ( Gr ) que es función del número de Reynolds y Prandtl.
La convección puede ser externa o interna. Cuando es externa entonces el fluido se mueve sobre las superficies y si es interna entonces se mueve por dentro de las superficies. Así como la capa hidrodinámica en transferencia de momento, la capa límite térmica en transferencia de calor sirve para contrastar los espesores de las capas.
- La relación entre las capas de transferencia de propiedades sirve para saber cuál transferencia es mayor a nivel molecular, tal relación es el número de Prandtl.
- El número de Pr es mayor a 1, menor a 1 o igual a 1.
- Sirve para saber cómo se vinculan entre ellas.
- Los lubricantes tienen números de Pr elevados.
El Pr de los gases es 0,70. La transferencia de calor por convección se expresa con la Ley del enfriamiento de Newton :
Símbolo | Nombre |
---|---|
Coeficiente de convección | |
Área del cuerpo en contacto con el fluido | |
Temperatura en la superficie del cuerpo | |
Temperatura del fluido lejos del cuerpo |
El coeficiente convectivo, es decir, la constante para la conducción es la conductividad térmica. Este depende de las propiedades de fluido, geometría del sistema, velocidad de flujo, distribución de temperatura y variación de la temperatura. El análisis dimensional permite determinar una ecuación que relaciona el coeficiente de convección con otras variables las cuales se pueden cuantificar, esto ocurre para convección forzada como para convección libre.
Si se realiza un análisis exacto de la capa límite entonces, a partir de la Ecuación de Navier-Stokes, se obtiene según las circunstancias una ecuación final para el balance de cantidad de movimiento, Se realiza el mismo procedimiento para el balance de energía y se obtiene otra ecuación final. La relación que permite determinar el coeficiente de convección resulta de vincular las anteriores.
Para fluidos con Pr =1 ocurre que el número de Nu depende solamente del número de Re,
¿Cuál es el significado de conducción?
Conducción es la acción y efecto de conducir (llevar, transportar, guiar, dirigir). El término procede del vocablo latino conductio y tiene diversas aplicaciones y usos. La conducción de electricidad es la transmisión de la carga eléctrica a través de un cable u otro cuerpo, El concepto se utiliza de modo similar para referirse a la conducción de calor, La conducción de electricidad implica el paso de la carga eléctrica a través de un cable.
¿Dónde ocurre la conducción del calor?
La conducción es el mecanismo de transferencia de calor en el que la energía térmica se transfiere de un punto a otro por medio de la interacción entre los átomos o moléculas de la materia. La conducción tiene lugar en sólidos, líquidos y gases. La conducción no implica movimiento masivo de materia.
Los gases transfieren calor por medio de colisiones directas entre las moléculas energéticas, y su conductividad térmica es baja comparada con los sólidos debido a que son medios diluidos. La conducción de energía en líquidos es igual a la de los gases, excepto que la situación es considerablemente más compleja ya que las moléculas están más cercanas entre sí y los campos de fuerza molecular ejercen una fuerte influencia sobre el intercambio de energía en el proceso de colisión.
Los sólidos no metálicos transfieren el calor por medio de vibraciones reticuladas, por lo que no hay movimiento de los medios durante la propagación del calor. Los metales son mejores conductores que los no metales a temperaturas normales, ya que poseen electrones libres que transportan energía térmica.
La transferencia de calor por conducción obedece a la ley de Fourier, que establece que la tasa de conducción de calor Q conduction es proporcional al área de transferencia de calor (A) y al gradiente de temperatura (dT/dx), o: Q conduction = – K A (dT/dx) donde K, la conductividad térmica, mide la capacidad de un material para conducir el calor.
Las unidades de K son W/m.ºC o (Btu/s)/pulgada.ºF. Para la capa plana que aparece abajo, la tasa de conducción de calor viene dada por: Q conduction = – K A ( T H – T C )/L La figura de abajo muestra valores de rango de la conductividad térmica para líquidos, sólidos no metálicos y metales puros a temperatura y presión normales.
¿Cómo se transmite el calor por convección?
La convección se definió como el proceso para transferir calor mediante un movimiento real de masas de un medio material. Se llama corriente de convección a una corriente de líquido o de gas que absorbe energía térmica en un lugar y luego se mueve a otro sitio, donde libera el calor a la porción más fría del fluido.
¿Qué es la convección natural ejemplos?
Algunos ejemplos de transferencia de calor por convección natural son: el enfriamiento de café en una taza, transferencia de calor de un calefactor, enfriamiento de componentes electrónicos en computadoras sin ventilador para enfriar, y la transferencia de calor del cuerpo humano cuando una persona esta en descanso [11
¿Qué es la transferencia de calor y menciona 2 ejemplos?
Transferencia del calor | Investigando el calor | Serie investigando La transferencia del calor aparece frecuentemente en la vida cotidiana, por ejemplo cuando calentamos agua en un cazo en el fuego de nuestra casa o cuando ponemos la calefacción. ( Dominio público ) Es conocido que la transferencia de calor se puede realizar de tres formas: conducción, convección y radiación. Además tenemos claro que la transferencia de calor se produce entre sistemas en contacto que tienen diferentes temperaturas., ( Dominio público ) Vamos a ver un vídeo sobre la transferencia de calor. Es conveniente tomar anotaciones para luego emplearlas en nuestra investigación. Podemos emplear el siguiente guion:
Conducción | Convección | Radiación | |
¿Cómo se produce? | |||
Ejemplos |
Veamos el vídeo:, ( )
¿Qué es la convección 3 ejemplos?
¿Qué es convección y 3 ejemplos? – Ejemplos de convección La transferencia de calor de una estufa, Los globos aerostáticos, que se mantienen en el aire por medio del aire caliente. Si se enfría, inmediatamente el globo comienza a caer. Cuando el vapor de agua empaña los vidrios de un baño, por la caliente temperatura del agua al bañarse.