1. Soluciones analíticas proporcionan una visión de los problemas, y nos permite observar el grado de dependencia de las soluciones a ciertos parámetros. También nos permiten obtener una solución rápida, y para verificar los códigos numéricos. Por lo tanto, las soluciones analíticas no son susceptibles de desaparecer de los planes de estudios de ingeniería.

2. En la práctica, estamos más propensos a utilizar un paquete de software para resolver los problemas de transferencia de calor, incluso cuando las soluciones analíticas están disponibles ya que podemos hacer estudios paramétricos muy fácilmente y presentar los resultados de forma gráfica por la prensa de un botón. Además, una vez que una persona se utiliza para resolver problemas numéricamente, es muy difícil volver a la resolución de ecuaciones diferenciales con la mano.

3. Las soluciones analíticas se basan en (1) conducir la ecuación diferencial que rige mediante la realización de un balance de energía en un elemento de volumen diferencial, (2) expresar las condiciones de contorno en la forma matemática adecuada, y (3) la solución de la ecuación diferencial y aplicando el límite condiciones para determinar las constantes de integración. Los métodos de solución numéricos se basan en la sustitución de las ecuaciones diferenciales mediante ecuaciones algebraicas. En el caso del método de diferencias finitas popular, esto se hace mediante la sustitución de los derivados por las diferencias. Los métodos analíticos son simples y proporcionan funciones de soluciones aplicables a todo el medio, pero están limitados a los problemas simples en geometrías simples. Los métodos numéricos son generalmente más implicados y las soluciones se obtienen en un número de puntos, pero son aplicables a cualquier geometría sometido a ningún tipo de condiciones térmicas.

4. Un punto en el que se obtiene la formulación de diferencias finitas de un problema se llama un nodo, y todos los nodos para un problema constituye la red nodal. La región alrededor de un nodo cuyas propiedades están representados por los valores de la propiedad en el punto nodal se llama el elemento de volumen. La distancia entre dos nodos consecutivos se denomina el espaciado nodal, y una ecuación diferencial cuyos derivados se sustituyen por las diferencias que se llama una ecuación de diferencia.

5. La forma de diferencias finitas de un problema de conducción de calor por el método del balance de energía se obtiene subdividiendo el medio en un número suficiente de elementos de volumen, y luego aplicando un balance de energía en cada elemento. Esto se hace seleccionando primero los puntos nodales (o nodos) en los que las temperaturas están por determinar, y luego la formación de elementos (o volúmenes de control) en los nodos por el trazado de líneas a través de los puntos medios entre los nodos. Las propiedades en el nodo tales como la temperatura y la tasa de generación de calor representan las propiedades medias del elemento. La temperatura se supone que varía linealmente entre los nodos, especialmente cuando se expresa la conducción de calor entre los elementos usando la ley de Fourier.

6. (a) la transferencia de calor en este medio es constante, (b) es unidimensional, (c) no hay generación de calor, (d) la separación nodal es constante, y (e) la conductividad térmica es constante.

7. Un nodo en un límite de aislamiento puede ser tratado como un nodo interior en la formulación de diferencias finitas de una pared plana mediante la sustitución del aislamiento en el límite por un espejo, y teniendo en cuenta la reflexión del medio como su extensión. De esta manera el siguiente nodo al nodo de frontera aparece en ambos lados del nodo límite debido a la simetría, convirtiéndola en un nodo interior.

8. Una región que no puede ser llenado con elementos de volumen simple, tales como tiras para una pared plana, y elementos rectangulares para la conducción de dos dimensiones se dice que tiene límites irregulares. Una manera práctica de tratar con tales geometrías en el método de diferencias finitas es reemplazar los elementos limítrofes de la geometría irregular por una serie de elementos de volumen simples.

9. La transferencia de calor es constante, (b) de transferencia de calor es de dos dimensiones, (c) no hay generación de calor en el medio, (d) la orrida nodal es constante, y (e) la conductividad térmica del medio es constante.

Capítulo 6

1. Un flujo de fluido durante el que la densidad del fluido permanece casi constante se denomina flujo incompresible. Un fluido cuya densidad es prácticamente independiente de la presión (tal como un líquido) se llama un fluido incompresible. El flujo de fluido compresible (como el aire) no es necesariamente compresible ya que la densidad de un fluido compresible puede todavía permanecer constante durante el flujo.

2. Si el fluido es forzado a fluir sobre una superficie, se denomina convección forzada externa. Si es forzado a fluir en un tubo, se llama convección forzada interna. Un sistema de transferencia de calor por convección puede implicar tanto interna como externa de forma simultánea. Ejemplo: Un tubo de transporte de un fluido en una zona ventosa.

3. La papa normalmente enfriar más rápido soplando aire caliente a ella a pesar de la diferencia de temperatura más pequeña en este caso ya que el movimiento del fluido causado por soplado aumenta el coeficiente de transferencia de calor considerablemente.

4. La transferencia de calor a través de una conducción de fluido está en la ausencia de movimiento del fluido a granel, y la convección en presencia de ella. La tasa de transferencia de calor es más alta en la convección debido al movimiento de fluido. El valor del coeficiente de transferencia de calor por convección depende del movimiento del fluido, así como las propiedades del fluido. La conductividad térmica es una propiedad de líquidos, y su valor no depende de la corriente.

5. Los fluidos cuya tensión de corte es proporcional a la gradiente de velocidad se denominan fluidos newtonianos. Fluidos más comunes como el agua, el aire, la gasolina y el aceite son fluidos newtonianos.

6. El balón Alcanza el fondo del Recipiente Primero en agua DEBIDO a la viscosidad inferior de agua en comparación con aceite.

7. La viscosidad del fluido es responsable del desarrollo de la capa límite de velocidad. Para los fluidos no viscosos idealizadas (fluidos con viscosidad cero), no habrá ninguna capa límite de velocidad.

8. Una capa límite térmica no se desarrollará en el flujo sobre una superficie si tanto el fluido y la superficie son a la misma temperatura ya que no habrá transferencia de calor en ese caso.

9. Un movimiento fluido es laminar cuando se trata de líneas de corriente suaves y movimiento altamente ordenada de moléculas y turbulenta cuando se trata de fluctuaciones de velocidad y movimiento muy desordenado. El coeficiente de transferencia de calor es mayor en flujo turbulento.

10. En el flujo turbulento, es los remolinos turbulentos debido a la mezcla mejorada que causan el factor de fricción para ser más grande.

11. Turbulent kt conductividad térmica es causada por remolinos turbulentos, y que representa el transporte de energía térmica por remolinos turbulentos. Se expresa

como es la temperatura de Foucault en relación

con el valor medio la tasa de transporte de energía térmica por remolinos turbulentos.

12. Por estable, laminar, flujo bidimensional, incompresible con propiedades constantes y un número de Prandtl de unidad y una geometría dada, sí, es correcto decir que tanto los de fricción y de transferencia de calor coeficientes medios dependen del número

de Reynolds sólo a partir de partir de las ecuaciones de momento y energía nondimensionalized.

13. Steady simplemente significa que no hay cambio con el tiempo en un lugar especificado (y por lo tanto ∂u / ∂t = 0), pero el valor de una magnitud puede cambiar de un lugar a otro (y por lo tanto ∂u / ∂x y ∂u / ∂y puede ser diferente de cero). Incluso en flujo constante y caudal másico por lo tanto constante, un fluido puede acelerar. En el caso de una boquilla de agua, por ejemplo, la velocidad del agua se mantiene constante en un punto especificado, pero cambia desde la entrada hasta la salida (agua acelera a lo largo de la boquilla).

14. Para los flujos de baja velocidad y para fluidos de baja viscosidad es probable que sea insignificante el término disipación viscosa en la ecuación de la energía.

15. Una variable independiente que hace posible la transformación de un conjunto de ecuaciones diferenciales parciales en una sola ecuación diferencial ordinaria se llama una variable de similitud. Una solución similitud es probable que existan para un conjunto de ecuaciones diferenciales parciales si hay una función que se mantiene sin cambios (tales como el perfil de velocidad no dimensional en una placa plana).

16. Durante estable, laminar, flujo bidimensional sobre una placa isotérmica, la tensión de cizallamiento disminuye con la distancia desde el borde de ataque

17. Una superficie curvada puede ser tratada como una superficie plana si no hay separación de flujo y los efectos de la curvatura son insignificantes.

18. Reynolds analogía se expresa como Se nos permite calcular el coeficiente de transferencia de calor a partir del conocimiento del coeficiente de fricción. Se limita a flujo de fluidos con un número de Prandtl de cerca de la unidad (tales como gases), y el gradiente de presión insignificante en la dirección del flujo (tales como flujo sobre una placa plana).

Capítulo 7

1. La parte de arrastre que se debe directamente a la pared tensión de cizallamiento τw se llama el arrastre de fricción de la piel FD, la fricción ya que es causada por los efectos de fricción, y la parte que se debe directamente a la presión P y depende fuertemente de la forma del cuerpo es llamado el arrastre de presión FD, presión. Para cuerpos delgados como superficies de sustentación, el arrastre de fricción suele ser más significativa.

2. La fuerza de un fluido que fluye ejerce sobre un cuerpo en la dirección de flujo se denomina arrastre. Arrastre es causada por la fricción entre el fluido y la superficie sólida, y la diferencia de presión entre la parte delantera y trasera del cuerpo. Tratamos de minimizar la resistencia con el fin de reducir el consumo de combustible en los vehículos, mejorar la seguridad y durabilidad de estructuras sometidas a fuertes vientos, y para reducir el ruido y las vibraciones.

3. Cuando la fuerza de arrastre FD, la velocidad aguas arriba V, y la ρ la densidad del fluido se miden durante el flujo sobre un cuerpo, el coeficiente de arrastre puede

determinarse a partir donde A es ordinariamente el área frontal (el área proyectada en un plano normal a la dirección del flujo) del cuerpo.

4. La velocidad del fluido en relación al cuerpo sólido sumergido suficientemente lejos de un cuerpo se llama la velocidad de libre flujo, V∞. La corriente arriba (o enfoque) la velocidad V es la velocidad del fluido se aproxima muy por delante del cuerpo. Estas dos velocidades son iguales si el flujo es uniforme y el cuerpo es pequeño en relación con la escala de la corriente de flujo libre.

5. Como resultado de la racionalización, (a) de arrastre de fricción aumenta, (b) la fricción presión disminuye, y (c) resistencia total disminuye en números altos Reynolds (caso general), pero aumenta en números muy bajos de Reynolds ya que el arrastre de fricción domina en números de Reynolds bajos.

6. La fricción y los coeficientes de transferencia de calor cambian con la posición en el flujo laminar sobre una placa plana.

7.8. La fricción y coeficientes de transferencia de calor promedio en el flujo sobre una placa

plana se determinan mediante la integración de la fricción y coeficientes de transferencia de calor locales sobre toda la placa, y luego dividiéndolos por la longitud de la placa.