Clase N°17 Objetivos: – Identificar el fenómeno de convección natural y diferenciarlo de la convección forzada. – Utilizar correlaciones para resolver problemas de convección natural en placas, cilindros y esferas. Convección Natural Transporte convectivo generado por corrientes de fluido originadas por gradientes de densidad. El gradiente de densidad puede ser causado por diferencias de temperatura (o concentración) y el movimiento por el campo gravitacional. Las velocidades generadas son mucho menores que las de convección forzada, por lo cual los coeficientes de transferencia también son menores. Dado lo anterior, la convección natural es muy importante, pues puede ser el paso limitante en un sistema de transporte multi-modos. Correlaciones para Placas Verticales Churchill & Chu (1975): 0.387 Ra L6 Nu L 0.825 9 16 1 0 . 492 Pr 1 8 27 2 (Ra = Gr·Pr = número de Rayleigh < 1012; L: Altura placa; Temp. pared uniforme; Propiedades evaluadas a Tfilm o Tf ) Churchill & Chu (1975) para Ra 109 (levemente más precisa): 0.670 Ra L4 1 Nu L 0.68 1 0.492 Pr 9 4 16 9 (Ra = Gr·Pr = número de Rayleigh 109; L: Altura placa; Temp. pared uniforme; Propiedades evaluadas a Tf ) Correlaciones para Placas Horizontales Cara caliente mirando hacia arriba Cara fría mirando hacia abajo N u L 0.54 Ra L4 (10 4 Ra L 10 7 ) N u L 0.15 Ra L3 (10 7 Ra L 1011 ) 1 1 Área L = Perímetro Cara fría mirando hacia arriba Cara caliente mirando hacia abajo Nu L 0.27 Ra L 1 4 (10 Ra L 10 ) 5 (o) 10 Correlaciones para Cilindros Churchill & Chu: (cilindros Nu D 0.6 horizontales) 2 0.387 Ra D6 1 12 ; Ra 10 8 D 27 1 0.559 Pr 9 16 Correlaciones para Esferas Churchill: 0.589 Ra D4 1 Nu D 2 1 0.469 Pr 9 4 16 9 Pr 0.7 RaD 1011