La convección forzada es un mecanismo , o tipo de transporte, en el que el movimiento del fluido es generado por una fuente externa (como una bomba, ventilador, dispositivo de succión, etc.). Junto con la convección natural , la radiación térmica y la conducción térmica , es uno de los métodos de transferencia de calor y permite transportar de manera muy eficiente cantidades significativas de energía térmica.
Aplicaciones [ editar ]
Este mecanismo se encuentra muy comúnmente en la vida cotidiana, incluida la calefacción central , el aire acondicionado , las turbinas de vapor y muchas otras máquinas. Con frecuencia, los ingenieros que diseñan o analizan intercambiadores de calor , flujo de tubería y flujo sobre una placa a una temperatura diferente a la de la corriente se encuentran con la convección forzada (el caso de un ala de lanzadera durante la reentrada, por ejemplo). [1]
Convección mixta [ editar ]
En cualquier situación de convección forzada, siempre hay una cierta cantidad de convección natural cuando hay fuerzas gravitacionales presentes (es decir, a menos que el sistema esté en un marco inercial o en caída libre). Cuando la convección natural no es despreciable, estos flujos se denominan habitualmente convección mixta .
Análisis matemático [ editar ]
Al analizar la convección potencialmente mixta, un parámetro llamado número de Arquímedes (Ar) parametriza la fuerza relativa de la convección libre y forzada. El número de Arquímedes es la relación entre el número de Grashof y el cuadrado del número de Reynolds , que representa la relación entre la fuerza de flotabilidad y la fuerza de inercia, y que representa la contribución de la convección natural. Cuando Ar >> 1, domina la convección natural y cuando Ar << 1, domina la convección forzada.
Cuando la convección natural no es un factor significativo, el análisis matemático con teorías de convección forzada generalmente arroja resultados precisos. El parámetro de importancia en la convección forzada es el número de Péclet , que es la relación de advección (movimiento por corrientes) y difusión (movimiento de altas a bajas concentraciones) de calor.
Cuando el número de Peclet es mucho mayor que la unidad (1), la advección domina la difusión. De manera similar, proporciones mucho más pequeñas indican una tasa de difusión más alta en relación con la advección.
Ver también [ editar ]
Referencias [ editar ]
- ^ Transferencia de calor por convección forzada Bahrami, M Simon Fraser University, septiembre de 2015
- ^ Incropera, FP (2001). Fundamentos de la transferencia de calor y masa, 5ª Ed . Wiley. ISBN 978-0471386506.
