Divulgación Calcular velocidad ascenso aire caliente

[Gnaeus]

Alguna orientación sobre, cómo calcular cuánto tiempo tarda un flujo cualesquiera de aire caliente a 120 ºC en ascender un metro por convección natural en un ambiente que esté a 0 ºC?.

Saludos.

[Fastolfe]

Re: Calcular velocidad ascenso aire caliente

Hola, podrías ser mas especifico en el problema, ya que tratar analíticamente la convección natural del aire es algo complejo, la gran mayoría de las formulas utilizadas son empíricas y siempre hay un ducto o placa involucrados. Una aplicación directa de la convección natural son las chimeneas para lo cual te puedo dejar el siguiente link: convección natural

Espero que te sea de utilidad.

[Gnaeus]

Re: Calcular velocidad ascenso aire caliente

Antetodo, grs por tú interés y atención en este tema.

Imaginemos q el aire caliente q sale por un aliviadero o chimenea a la atmósfera tiene 120 ºC. Q la atmósfera con la q se encuentra está a 0 ºC.

Se trataría de calcular el tiempo q tarde en ascender 1 metro de distancia, ese aire caliente a 120 ºC.

[Fastolfe]

Re: Calcular velocidad ascenso aire caliente

Si es por una chimenea, el link que te dije sirve de algo, ya que podemos tener el valor del tiraje de la misma:

$$p_1-p_2=z\cdot(\gamma_2-\gamma_1)$$

donde: $\gamma$ es el peso especifico del gas

Ademas, aplicando bernoulli podemos saber el tiempo:

$$\displaystyle p_1+\frac{\rho_1 v_1^2}{2}+\rho_1 gz_1=p_2+\frac{\rho_2 v_2^2}{2}+\rho_2 gz_2$$

donde: $\displaystyle\\v_1=0\\z_1=0\\z_2=z\\v=\dfrac{dz}{dt}$

reemplazando (1) en (2) [tomando en cuenta las condiciones anteriores]:

$$2z\cdot(\gamma_2-\gamma_1)-\rho_2 gz=\rho_2 v_2^2$$

$$\sqrt{2z\cdot(\gamma_2-\gamma_1)-\rho_2 gz}=\sqrt{\rho_2}\cdot\frac{dz}{dt}$$

Ahora queda armar la integral:

$$t=\int_0^h \frac{\sqrt{\rho_2} dz}{\sqrt{2z\cdot(\gamma_2-\gamma_1)-\rho_2 gz}}$$

$$t=\sqrt{\frac{\rho_2}{2\cdot(\gamma_2-\gamma_1)-\rho_2 g}}\int_0^h \frac{dz}{\sqrt{z}}$$

y segun lo que yo pienso, ese es el tiempo:

$$t=2\sqrt{\frac{h\rho_2}{2\cdot(\gamma_2-\gamma_1)-\rho_2 g}}$$

Sin mas que agregar, me despido

[Gnaeus]

Re: Calcular velocidad ascenso aire caliente

Miraré con detalle las indicaciones.
Muchísimas grs por tú colaboración.

Saludos.

[Luisda]

Re: Calcular velocidad ascenso aire caliente

Hola:

Estoy buscando información que me ha pedido un ingeniero químico, y es consistente en calcular la velocidad del ascenso de partículas sólidas en un lecho fluidizado. Yo no soy especialista en el tema, aunque sí sé bastante Física, lo que pasa es que esta persona está hasta arriba de trabajo y no tiene tiempo de preguntar en foros.

Gracias a todos .