INTERCAMBIADOR DE CALOR EN FLUJO CRUZADO
Contreras Carla, Córdova Amaia, Goncalves Elizabeth, Polywka Katherine
Informe de Laboratorio de Fenómenos de Transporte II
dirigido por
Joselin Moreno
Departamento de Termodinámica y Fenómenos de Transporte
RESUMEN
En esta práctica se estudiaron los perfiles de velocidades del aire para distintos caudales antes y después de
pasar por el arreglo de tubos de un intercambiador de calor en flujo cruzado, y se determinó el coeficiente
convectivo de transferencia de calor asociado a una determinada posición, de una barra de cobre dentro del
banco de tubos. Para ello se realizaron dos experimentos, el primero consistió en medir con un tubo Pitot la
variación de presión en diferentes alturas para caudales de 50% y 100%. En el segundo, se calentó la barra de
cobre hasta 80ºC, se colocó en el banco en la posición correspondiente, triangular o cuadrada, y se registró la
temperatura de la misma cada (5,00 ± 0,01) segundos hasta que ésta se mantuvo constante. Los perfiles de
velocidades obtenidos fueron constantes antes del banco de tubo y parabólicos entre los tubos al finalizar el
mismo. El arreglo triangular presentó el mayor coeficiente de convección.
INTRODUCCIÓN
Se denomina intercambiador de calor al dispositivo o
aparato que facilita el intercambio de calor entre dos fluidos
que se encuentran a distintas temperaturas y evita al mismo
tiempo que se mezclen entre sí, ya que ambos están separados
por una pared sólida. En ellos, la transferencia de calor suele
comprender convección en cada fluido y conducción a través
de la pared que los separa. Se clasifican principalmente según
el arreglo del flujo: paralelo, contraflujo, flujo cruzado con
aletas y sin aletas y de tubo y coraza.
Son muy comunes los intercambiadores de calor
compuestos por bancos de tubos, y en flujo cruzado. Un fluido
se mueve sobre los tubos, mientras que el segundo fluido a una
diferente corre por los tubos. Cuando se analiza la transferencia
de calor desde un banco de tubos en flujo cruzado deben
considerarse todos los tubos del haz, los cuales suelen
disponerse alineados o escalonados en la dirección de la
velocidad del fluido o flujo. Las condiciones de flujo dentro del
banco están dominadas por los efectos de separación de la capa
límite y por las interacciones de las estelas, que a su vez
influyen en la transferencia de calor por convección. El
coeficiente convectivo promedio depende del número de filas a
lo largo del flujo así como de la disposición y del tamaño de
los tubos. El coeficiente de convección asociado con un tubo
está determinado por su posición en el banco. Éste para un
tubo de la primera línea es aproximadamente igual al de un
solo tubo en flujo cruzado, mientras que los coeficientes más
grandes están asociados con tubos de las líneas siguientes. La
caída de presión entre la admisión y salida del banco mide la
resistencia que los tubos ofrecen al flujo sobre ellos.
Los intercambiadores de calor tienen diversas
aplicaciones en ingeniería, se emplean en los sistemas
domésticos de calefacción y acondicionamiento, generación de
potencia, procesamientos químicos, producción de energía en
las plantas grandes, entre otros. El flujo cruzado sobre bancos
de tubos se puede encontrar en los condensadores y
evaporadores de las plantas generadoras de energía eléctrica,
refrigeradores y acondicionadores de aire, lo que quiere decir
que la transferencia de calor hacia o desde un arreglo de tubos
en flujo cruzado es relevante para numerosas aplicaciones.
FUNDAMENTOS TEÓRICOS
Un intercambiador de calor es un dispositivo que se utiliza
en muchas aplicaciones de ingeniería, en el cual ocurre un
intercambio de calor entre dos fluidos que están a diferentes
temperaturas y separados por una pared sólida. El calor se
transfiere desde el fluido de mayor temperatura al fluido de
menor temperatura. (1)
Los intercambiadores de calor normalmente se clasifican de
acuerdo al arreglo de tubos y según el tipo de construcción. (1)
Un tipo de intercambiador es el de flujo cruzado, en el cual
los fluidos se mueven perpendicularmente entre sí. El flujo de
aire a través de un radiador caliente es un ejemplo de este tipo
de intercambiador, donde el mecanismo de transferencia de
calor es por convección natural. (2)
Es común encontrar flujo cruzado sobre bancos de tubos en
equipos de transferencia de calor, como los condensadores y
evaporadores de las plantas generadoras de energía eléctrica, los
refrigeradores y acondicionadores de aire. En estos equipos un
fluido se mueve por los tubos mientras que otro se mueve sobre
éstos en dirección perpendicular. (3)
El flujo en el interior de los tubos se puede analizar al
considerar el flujo por uno solo de ellos, y al multiplicar los
resultados por el número de tubos. Sin embargo, éste no es el
caso para el flujo sobre los tubos, ya que influyen sobre el
patrón de flujo y el nivel de turbulencia corriente abajo, y por
consiguiente, sobre la transferencia de calor hacia ellos y desde
ellos. Por lo tanto al analizar la transferencia de calor en un
banco de tubos se debe analizar a la vez todos los tubos. (3)
Los tubos en un banco de tubos suelen ponerse alineados o
escalonados en dirección del flujo. En la disposición escalonada
la velocidad puede aumentar todavía más en la región diagonal
si las filas de tubos están muy próximas entre sí. (3)
En los bancos de tubos las características de flujo son
dominadas por la velocidad máxima Vmáx, que se tiene dentro
del banco más que por la velocidad aproximada V. (3)
El número de Reynolds se define en base a la velocidad
máxima como:
donde:
D: diámetro del tubo
: viscosidad del fluido
densidad del fluido
La velocidad máxima se determina en base a la
conservación de la masa para el flujo incomprensible
estacionario.
Para la disposición alineada se tiene:
Mientras que para la disposición escalona se define la
velocidad máxima como:
Para realizar el análisis se debe considerar que algunos
cuerpos se comportan como “bulto” cuya temperatura interior
permanece uniforme durante todo momento en un proceso de
transferencia de calor , por lo tanto la temperatura se toma solo
como una función del tiempo y no de la posición.(3)
El análisis de la transferencia de calor que utiliza esta
idealización se conoce como análisis de sistemas concentrados.
(3)
Considerando un elemento cilíndrico que está a una
temperatura T, mayor que la temperatura del aire (Ta), se puede
expresar la rapidez de transferencia de calor como:
donde :
Q: rapidez de transferencia de calor (W)
h: coeficiente convectivo de transferencia de calor (
A: área superficial del cilindro
La caída de temperatura dT que experimenta el cilindro en
un período de tiempo dt puede expresarse como:
donde :
m: masa del cilindro (Kg)
Cp: capacidad calorífica del cilindro )
De las dos expresiones anteriores se obtiene:
Al arreglar e integrar la ecuación se obtiene:
Este análisis es válido para cuerpos cuyo número de Biot es
menos o igual a 0.1. Se define el número de Biot como:
donde:
Lc: longitud característica que se define como:
As: área de la superficie
V: volumen
El tubo de Pitot es quizá la forma más antigua de medir la
presión diferencial y también conocer la velocidad de
circulación de un fluido en una tubería. Consiste en un pequeño
tubo con la entrada orientada en contra del sentido de la
corriente del fluido. La velocidad del fluido en la entrada del
tubo se hace nula, al ser un punto de estancamiento,
convirtiendo su energía cinética en energía de presión, lo que da
lugar a un aumento de presión dentro del tubo de Pitot. (4)
El orificio del tubo de Pitot toma la presión total y la
presión estática pura. La presión diferencial resultante es una
presión dinámica que depende de la velocidad y que es
analizada e indicada.
Una vez obtenida la diferencia de presiones, y calculada de
la velocidad del fluido según la fórmula que utiliza el tubo de
Pitot, es posible determinar el caudal total que pasa a través del
fluido. (4)
Según la ecuación de Bernoulli:
siendo , ya que ambos puntos se encuentran a la
misma altura, el punto 1 es un punto en el flujo antes de que
este llegue al tubo de Pitot, y el punto 2 es justo a la entrada del
tubo de pitot por lo cual la velocidad se anula en este punto.
Despejando y rearreglando se obtiene:
DESCRIPCION DEL EQUIPO
El equipo utilizado en esta práctica se muestra a
continuación y posee las siguientes especificaciones:
Figura 1. Diagrama del equipo
Posee un ventilador centrífugo para impulsar el aire a
través del ducto (motor eléctrico 1 hp), conectado a un ducto de
sección cuadrada de 12,5 cm con una cámara de prueba de
paredes transparentes plásticas por donde fluye el aire y una
placa que permite regular el caudal de aire.
Adyacente a él, el equipo posee un calentador eléctrico y
un cilindro de cobre con las siguientes dimensiones y
propiedades: diámetro de 12,48 mm, largo de 95,03 mm y
masa de 107,09 g y conectado en su centro un termopar tipo
cromel-alumel.
Figura 2. Calentador eléctrico y cilindro de cobre
Un banco de tubos con 18 barras de plexiglás ubicado en la
cámara de prueba de paredes transparentes del ducto de sección
cuadrada con las siguientes dimensiones: diámetro de 1,25 cm,
largo de 12,5 cm y separados centro a centro por 2,5cm.
Figura 4. Banco de tubos
Un tubo Pitot que puede ser colocado antes y después del
banco de tubos y un manómetro inclinado conectado al tubo
Pitot.
Figura 5. Tubo Pitot
PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
Los pasos seguidos al realizar los experimentos para
determinar los perfiles de velocidad del aire para distintos
caudales antes y después del banco de tubos, y determinar el
coeficiente de transferencia de calor asociado a dos posiciones
dentro del arreglo de tubos se describen a continuación.
Se encendió el ventilador centrífugo con el botón
correspondiente ubicado en el panel de control para impulsar el
aire a través del ducto y se reguló el caudal hasta un 50%. Se
ubicó el tubo Pitot delante del arreglo de tubos, se verificó que
estuviese abierta la válvula respectiva, la de la derecha, y se
procedió a medir y registrar las caídas de presión para distintas
alturas dentro del banco. Luego el tubo Pitot se colocó después
del banco de tubos, se cerró la válvula anterior, se abrió la de la
izquierda, y se midieron las variaciones de presión para las
diferentes alturas. Se repitió el procedimiento para el 100% del
caudal. Dejando el caudal fijo en el 100%, se calentó la barra de
cobre hasta 80ºC y se colocó la misma en la posición cuadrada,
al comienzo del arreglo de tubos. Cuando se ubicó la barra
dentro del banco se encendió el cronómetro y se registró la
temperatura del centro de la barra cada (5,00 ± 0,01) segundos
hasta que ésta se mantuvo constante. Se retiró la barra del
arreglo, se calentó nuevamente hasta 80ºC y se repitió la
experiencia anterior pero ubicando la barra en la posición
triangular, al final del banco. Finalmente se apagó el ventilador.
DATOS EXPERIMENTALES
Se presentan los datos obtenidos en el laboratorio.
Tabla 1. Perfil de velocidad antes y después del banco de tubos
para un caudal de 50%
Altura Presión antes del
banco de tubos
Presión después
del banco de tubos
X [cm] P±0,01inH2O P±0,01inH2O
1,0 1,56 1,67
1,5 - 1,60
2,0 - 1,45
2,5 - 1,49
3,0 1,56 1,57
3,5 - 1,65
4,0 - 1,50
4,5 - 1,42
5,0 1,56 1,36
5,5
6,0
6,5
7,0
7,5
8,0
8,5
9,0
9,5
10,0
10,5
11,0
-
-
-
1,56
-
-
-
1,54
-
-
-
1,55
1,42
1,57
1,62
1,51
1,45
1,41
1,56
1,58
1,62
1,53
1,45
1,58
Tabla 2. Perfil de velocidad antes y después del banco de tubos
para un caudal de 100%
Altura Presión antes del
banco de tubos
Presión después del
banco de tubos
X [cm] P±0,01inH2O P±0,01inH2O
1,0 1,75 1,89
1,5 - 1,98
2,0 - 1,71
2,5 - 1,56
3,0 1,76 1,64
3,5 - 1,95
4,0 - 1,90
4,5 - 1,58
5,0 1,76 1,67
5,5
6,0
6,5
7,0
7,5
8,0
8,5
9,0
9,5
10,0
10,5
11,0
-
-
-
1,75
-
-
-
1,76
-
-
-
1,75
1,92
1,75
1,63
1,52
1,37
1,66
1,95
1,93
1,28
1,36
1,55
1,85
Tabla 3. Perfil de temperatura de la barra de cobre para
diferentes posiciones dentro del banco de tubos para un caudal
de 100%
Arreglo A la entrada de aire
(1)
Última fila del
banco de tubos
(2)
Tiempo Temperatura Temperatura
[s] [ºC] [ºC]
0 80 79
5 77 76
10 73 72
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70
75
80
85
90
95
100
105
110
115
120
125
130
135
140
145
150
155
160
165
170
175
180
185
190
195
70
67
64
61
58
56
54
51
50
48
46
44
43
42
40
39
38
37
36
35
34
34
33
32
32
31
31
30
30
29
29
29
28
28
28
28
27
67
62
58
54
50
48
45
43
41
39
37
36
35
33
32
31
30
30
29
28
28
28
27
27
27
26
26
26
26
-
-
-
-
-
-
-
-
200 27 -
205 27 -
210 27 -
215 27 -
220
225
230
235
240
245
26
26
26
26
26
26
-
-
-
-
-
-
RESULTADOS EXPERIMENTALES
A continuación se presentan los resultados derivados de los
datos experimentales utilizando ecuaciones de calor.
Tabla 4. Perfil de velocidades para un caudal de 50%
Distancia Velocidad antes de
chocar con el
arreglo
Velocidad luego de
chocar con el
arreglo
X [cm] V±0,4 [m/s] Vef±0,4 [m/s]
1,0 27,7 57,2
1,5 - 56,0
2,0 - 53,3
2,5 - 54,1
3,0 27,7 55,5
3,5 - 56,9
4,0 - 54,3
4,5 - 52,8
5,0 27,7 51,7
5,5
6,0
6,5
7,0
7,5
8,0
8,5
9,0
9,5
10,0
10,5
11,0
-
-
-
27,7
-
-
-
27,5
-
-
-
27,6
52,8
55,5
56,4
54,4
53,3
52,6
55,3
55,7
56,4
54,8
53,3
55,7
Tabla 5. Perfil de velocidades para un caudal de 100%
Distancia Velocidad antes de
chocar con el
arreglo
Velocidad luego de
chocar con el
arreglo
X [cm] V ±0,4[m/s] Vef±0,4 [m/s]
1,0 29,3 60,9
1,5 - 62,3
2,0 - 57,9
2,5 - 55,3
3,0 29,4 56,7
3,5 - 61,9
4,0 - 61,1
4,5 - 55,7
5,0 29,4 57,2
5,5
6,0
6,5
7,0
7,5
8,0
8,5
9,0
9,5
10,0
10,5
11,0
-
-
-
29,3
-
-
-
29,3
-
-
-
29,4
61,4
58,6
56,6
54,6
51,8
57,1
61,9
61,5
50,1
51,7
55,1
60,2
Ahora se presentan los gráficos de los perfiles de velocidad
y temperatura:
Figura 6. Perfil de velocidad antes de chocar con el arreglo de
tubos para un caudal de 50%.
Figura 7. Perfil de velocidad después de chocar con el banco de
tubos para un caudal de 50%
Figura 8. Perfil de velocidad antes de chocar con el banco de
tubos para un caudal de 100%
0
2
4
6
8
10
12
0,0 10,0 20,0 30,0
Alt
ura
(cm
)
Velocidad (m/s)
0
2
4
6
8
10
12
0,0 20,0 40,0 60,0 80,0
Alt
ura
(cm
)
Velocidad (m/s)
0
2
4
6
8
10
12
0,0 10,0 20,0 30,0 40,0
Alt
ura
(cm
)
Velocidad (m/s)
Figura 9. Perfil de velocidades luego de chocar con el arreglo
de tubos para un caudal de 100%
Figura 10. Perfil de temperaturas para el arreglo 1 a un caudal
de 100%
Figura 11. Perfil de temperaturas para el arreglo 2 a un caudal
de 100%
Tabla 6. Coeficiente de convección para diferentes arreglos a un
caudal de 100%
Coeficiente de convección
arreglo 1
Coeficiente de convección
arreglo 2
h h
359,7 563,7
Tabla 7. Numero de Nusselt y Reynolds para los diferentes
arreglos a un caudal de 100%
Número
adimensional
Arreglo a la
entrada de aire
Arreglo última fila
del banco de tubos
Nusselt 0,0112 0,0175
Reynolds 23042 43017
Figura 12. Correlación entre el número de Nusselt y el número
de Reynolds
DISCUSIÓN DE RESULTADOS
Al analizar los perfiles de velocidades obtenidos para los
dos caudales estudiados se puede observar que la velocidad del
aire se mantiene constante antes de entrar al arreglo de tubos,
figuras 6 y 8, con valores de (27,7±0,4) y (29,4±0,4) m/s para
los caudales de 50% y 100% respectivamente, tablas 4 y 5. Se
puede afirmar entonces que el flujo de aire se comporta en
régimen laminar antes de chocar con los tubos. Los obtenidos
después del arreglo, figuras 7 y 9, se caracterizan por presentar
cuatro picos o parábolas, los cuales se corresponden con el
número de tubos ubicados en la salida del banco de tubos. Ello
indica que la velocidad presenta varios mínimos y máximos.
Esto se debe al comportamiento del flujo de aire en régimen
turbulento y además al contacto con la superficie de cada uno
de los tubos. La velocidad entonces es máxima en el centro y va
disminuyendo hasta llegar al borde de los mismos. Se puede
apreciar que los puntos máximos de las parábolas del medio
tienen valores mayores. Se tiene así que la velocidad después
del arreglo oscila entre los (51,7±0,4) y (57,2±0,4) m/s para el
caudal de 50% y entre (50,1±0,4) y (62,3±0,4) m/s para el
caudal del 100%. Finalmente en lo referente a los perfiles de
velocidades se tiene que la velocidad aumenta con el caudal.
Al realizar el experimento para calcular el coeficiente de
transferencia de calor por convección para la barra de cobre en
las dos posiciones estudiadas, a la entrada de aire y en la ultima
fila del banco de tubos, y con una caudal del 100%, se observó
en la posición de la entrada de aire (en la entrada del banco de
tubos) tardó más tiempo en enfriarse y alcanzar la temperatura
ambiente; mientras que tardó mucho menos cuando se ubicó en
la posición al terminar el banco de tubos. Esto se debe al
comportamiento del aire en cada uno de los regímenes, laminar
0
2
4
6
8
10
12
0,0 20,0 40,0 60,0 80,0
Alt
ura
(cm
)
Velocidad (m/s)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
0 100 200 300
Tem
per
atu
ra [
ºC]
Tiempo (s)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
0 50 100 150 200
Tem
per
atu
ra [
ºC]
Tiempo (s)
Nu = 3E-07Re + 0,0039R² = 1
0
0,005
0,01
0,015
0,02
0 20000 40000 60000N
uss
elt
Reynolds
y turbulento, en la entrada y en la salida del arreglo de tubos.
En la salida como ya se dijo éste es turbulento lo que genera
mayor velocidad al salir del banco y por lo tanto mayor número
de Reynolds. Todo ello se puede apreciar en la tabla 2.
Al analizar los coeficientes de transferencia de calor por
convección promedios obtenidos se puede apreciar que éste fue
mayor para la posición de la barra de cobre en el arreglo
triangular con un valor de 563,7 W/m^2.K. El valor obtenido
para la posición en arreglo a la entrada de aire fue de 359,7
W/m^2.K. Como se puede observar se afirma la teoría de banco
de tubos la cual plantea que el coeficiente convectivo depende
de la posición del tubo en el banco, además del número de filas
a lo largo del flujo y del tamaño del mismo. También esta dice
que los coeficientes convectivos más grandes están asociados
con los tubos de las líneas posteriores a las primeras.
Se sabe que el número de Nusselt es directamente
proporcional al coeficiente convectivo y a la vez a los números
adimensionales de Reynolds y Prandtl, lo que implica que al
aumentar el número de Reynolds aumenta la convección. En la
figura 12 se muestra la relación del número de Nusselt como
función del número de Reynolds. En ella se observa que a
medida que aumenta el Reynolds se incrementa el valor del
Nusselt, lo que era de esperarse.
Cabe acotar que el número de Prandtl depende sólo de las
propiedades del fluido, por lo tanto el cambio en el coeficiente
convectivo se debe a la variación de la velocidad.
Finalmente como puede observar en la tablas 1 y 2 se tiene
que la caída de presión después del bando ce tubos es mucho
mayor cuando el caudal el del 100%. Se recuerda que la caída
de presión entre la entrada y salida del arreglo de tubos mide la
resistencia que los tubos ofrecen al flujo sobre ellos.
CONCLUSIONES
• El flujo de aire antes del banco de tubos se comporta en
régimen laminar, mientras que después de éste se
comporta en régimen turbulento debido al perfil de
velocidades.
• Aumenta la transferencia de calor al incrementarse el
coeficiente convectivo (h) y éste a su vez se hace más
grande mientras incrementa la posición del tubo de
cobre en el número de filas, es decir, a la salida del aire.
• El número de Prandtl (Pr) es dependiente sólo de las
propiedades del fluido, por lo tanto es una propiedad
constante y el cambio en el coeficiente convectivo solo
es debido al cambio de velocidad.
RECOMENDACIONES
Durante la realización de esta práctica, se observaron
detalles que dificultaron las mediciones tomadas en el
laboratorio, por lo cual se recomienda para estudios futuros:
1. Limpiar y engrasar los engranajes dispuestos en el
tubo Pitot, para así poder tomar medidas de alturas
con mayor facilidad.
2. Colocar un dispositivo que mantenga fija la posición
del tubo Pitot, es decir, en contra del sentido de la
corriente del fluido. REFERENCIAS
(1) Incropera, F. P., D. P. De Witt, “Fundamentos de
Transferencia de Calor”, 4ª edición, Prentice Hall
Hispanoamericana S. A., John Wiley & Sons,
Mexico, 1999, p. 377, 381 y 582.
(2) Wilinsky, S., “Guía de Laboratorio de Transferencia
de Calor - TF-2252”, Enero 2008. p. 14-20.
(3) Cengel, Y., “Transferencia de calor y masa”, 3ra
edición, Mc Graw-Hill, Mexico, 2007, p. 389-390.
(4) “Medidores de presión diferencial” http://www.industriaynegocios.cl/Academicos/Alexan
derBorger/Docts%20Docencia/Seminario%20de%20
Aut/trabajos/trabajos%202003/Sem%20Aut%20%20
Caudal/web-
final/Medidores%20Diferenciales.htm#PITOT
BIBLIOGRAFÍA
Cengel, Y., “Transferencia de calor y masa”, 3ra edición, Mc
Graw-Hill, Mexico, 2007
Incropera, F. P., D. P. De Witt, “Fundamentos de Transferencia
de Calor”, 4ª edición, Prentice Hall Hispanoamericana S. A., John Wiley & Sons, Mexico, 1999.
Medidores de presión diferencial
Disponible en:
http://www.industriaynegocios.cl/Academicos/AlexanderBorge
r/Docts%20Docencia/Seminario%20de%20Aut/trabajos/trabajo
s%202003/Sem%20Aut%20%20Caudal/web-
final/Medidores%20Diferenciales.htm#PITOT (09/10/2010 1:05 pm)
Wilinsky, S., “Guía de Laboratorio de Transferencia de Calor - TF-2252”, Enero 2008.
APÉNDICES
Cálculo de velocidades para graficar el perfil
Para calcular las velocidades antes de entrar al banco de
tubos se utilizo la siguiente ecuación:
Siendo ρ la densidad del fluido, en este caso ρ=1,1614
kg/m3.
Para calcular las velocidades después del banco de tubos se
utilizo la siguiente ecuación:
Donde:
A1: área del ducto perpendicular al flujo de aire
AT: área del ducto menos el área que ocupan los cinco
cilindros en un plano perpendicular al flujo de aire
Cálculo del coeficiente de transferencia de calor
Para calcular los h, se utilizó la ecuación:
Despejando,
El área se calcula con la expresión para superficie de un
cilindro
Donde:
T: Temperatura que alcanza el equilibrio = 27±1 °C
Ta: Temperatura ambiente = 25 °C
To: Temperatura inicial de la barra = 80 para el arreglo
cuadrado, 79 ºC para el arreglo triangular.
m: Masa del cilindro de cobre = 0,10709 kg
Cp: Capacidad calorífica del cobre a 300K = 385 kJ/kg*K
[1]
A: Área superficial del tubo de cobre [m2]
D: Diámetro del cilindro de cobre = 0,01248 m
L: Longitud del cilindro de cobre = 0,09503 m
t: Tiempo en alcanzar temperatura de equilibro [s]
Cálculo de Reynolds y Nusselt
Donde:
Un: Número de Nusselt [-]
h: Coeficiente de transferencia de calor por convección
[kJ/kg K]
D: Diámetro del cilindro de cobre = 0,01248 m
K: Conductividad térmica del cobre a 300K = 401 W/(m K)
Re: Número de Reynolds [-]
Ρ: Densidad del aire = 1,1614 kg/m3 [2]
V: Velocidad del fluido [m/s]
μ: Viscosidad dinámica del aire = 184,6.10-7 Pa.s
Top Related