Al estudiar estos apuntes aprenderás
1. Que es flujo laminar y que es flujo turbulento
2. Como calcular coeficientes de convección de acuerdo con el régimen de flujo
Regímenes de Flujo
Imaginemos la mermelada que consumimos este
es un alimento que corrientemente decimos que es muy “espeso” en términos
técnicos tendríamos que decir que es un material muy viscoso o de valor de
viscosidad alto; ahora pensemos en que tenemos una corriente de mermelada, es
decir imaginemos un “rio de mermelada” no es difícil predecir que el movimiento
de la mermelada será muy lento (velocidad baja) y aún más que podríamos
observar que la mermelada viaja por capas o laminas; por lo tanto podemos decir
que la mermelada se desplaza en flujo laminar.
No ocurre lo mismo cuando nos imaginamos
una corriente de agua a gran velocidad después de haber caído de una catarata
(sería difícil imaginar que la mermelada pudiera viajar a tal velocidad); en
este caso afirmamos que tenemos flujo turbulento flujo de fluidos de baja
viscosidad y gran velocidad
Cuando el aire llega hasta una superficie
caliente se produce una corriente de convección originada por el calentamiento
del aire el cual sube y a medida que se enfría empieza a descender,
repitiéndose este ciclo cada que el aire se calienta y enfría alternativamente
durante este proceso se presenta flujo laminar o turbulento dependiendo de la
velocidad del viento.
Para efectos de cálculo se define el
coeficiente de convección como un número que interpreta numéricamente las
propiedades del fluido, del flujo y de la superficie. El coeficiente de
convección depende de múltiples parámetros tales como rugosidad de la
superficie, calor especifico del fluido, viscosidad, régimen de flujo entre
otras muchas; dada la complejidad de su cálculo se han desarrollado
aproximaciones para calcular su valor.
Coeficientes de Convección en Paredes de Edificios
Para calcular el coeficiente de
convección se debe tener en cuenta el régimen de flujo por tal motivo hemos creado la tabla de la figura donde aparecen los regímenes de flujo relacionados con los coeficientes de conveccion. Observe que las paredes pueden ser verticales u horizontales y que el interior de edificios el calculo de h depende de el ancho o el alto de la pared y la diferencia de temperaturas, mientras que en el exterior de edificios, la diferencia de temperaturas y la velocidad del viento son los factores determinantes.
