¿Tiene alguna relación el movimiento de convección de líquidos y gases con la densidad?
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Respuesta:
La convección es una de las tres formas de transferencia de calor (conducción, convección y radiación) que transporta el calor entre zonas con diferentes temperaturas. La convección se produce únicamente por medio de materiales, 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, 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 que es función del Reynolds y el Prandtl. En el caso del flujo laminar dentro de la tubería se utiliza la ecuación de Sieder-Tate. Para flujo turbulento dentro de tubería se 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 Grashoff que es función del número de Reynolds y bla. 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 contastrar 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.
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