Un chorro de aire es un buen medio para proporcionar transferencia de calor por convección con una superficie. Por eso soplas la comida si está demasiado caliente. En la figura se muestra un boceto de un jet industrial típico. A menudo se utilizan grandes conjuntos de chorros de aire caliente en los procesos de secado. Los ventiladores presurizan cámaras de aire grandes con muchos orificios pequeños en una placa que luego inciden en la superficie opuesta.

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Una correlación común para la transferencia de calor en la superficie plana en la región de impacto debajo de un chorro que choca es  

donde Re = V * d / v y Nu = h * d / k

La conductividad térmica es k y la viscosidad cinemática es v . El diámetro efectivo del chorro a la salida es dy la velocidad es V. La velocidad se puede determinar a partir de la ecuación de Bernoulli. en términos de la presión de la cámara impelente p relativa a la atmosférica.  

donde ρ es la densidad del fluido. Por lo tanto, la diferencia de presión es

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Su desafío hoy es medir el coeficiente de transferencia de calor por convección cuando sopla sobre algo. Pega el sensor de flujo de calor a tu pieza de aluminio y colócalo en una superficie a temperatura ambiente. Coloque el lado de la conexión del cable hacia abajo junto al metal para obtener un flujo de calor positivo. Pegue con cinta adhesiva el segundo termopar de modo que el cordón quede encima del sensor, pero sin tocarlo. Esto proporcionará una medida de la temperatura del aire de sus pulmones. Inicie la adquisición de datos y sople todo lo que pueda. Luego deténgase y guarde sus datos.

Tenga en cuenta que este es un evento altamente transitorio y la dirección del flujo de calor y las temperaturas pueden cambiar momentáneamente, dando lo que parecen ser valores negativos de h . Utilice las gráficas de flujo de calor y temperatura para interpretar sus coeficientes de transferencia de calor.

1. Indique el valor máximo de flujo de calor que logró.

      Máximo qʺ =

2. Registre las temperaturas cuando ocurre el flujo de calor máximo.

      T s =

      T aire =

3. Calcule el coeficiente de transferencia de calor y el número de Nusselt correspondientes. Mírate en un espejo para estimar el diámetro de tu boca cuando soplas. Use esto como la longitud característica, L c = d =              

      h =              

      Nu = h * d / k =                           

4. A partir de la correlación numérica de Nusselt dada en la Introducción, determine la velocidad correspondiente que estima esta medición de transferencia de calor, V =              

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5. Sus pulmones pueden proporcionar una presión de aire de varias pulgadas de agua. ¿Qué presión pulmonar se requiere para proporcionar la velocidad del aire que calculó en 4? Suponga que se aplica la ecuación de Bernoulli. (249 Pa = 1 pulg. H 2 O)

      Δp =                                ¿Es este valor razonable?

6. Muestre ecuaciones y cálculos.
      Propiedades del aire a 300 K
      Conductividad térmica, k =

      Densidad, ρ =

      Viscosidad cinemática, v =

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