Cilindros horizontales (II)

El error que se incluye en el caso de las ecuaciones (9-27) es de ± 15%. Para números de Prandtl pequeños se considera que da un mejor resultado una correlación debida a Hyman, Bonilla y Ehrlich (referencia 17) que las ecuaciones (9-27) Dicha correlación es

Raithby y Hollands analizaron la convección natural en los regimenes laminar y turbulento de una familia de cilindros elipticos horizontales. Ambos investigadores consideraron, además, una placa vertical y un cilindro horizontal como casos especiales. Sus correlaciones para el número de Nusselt promedio predicen valores que coinciden muy estrechamente con los datos experimentales, especialmente para valores muy altos y muy bajos del número de RAyleigh. Las correlaciones de Raithby y Hollands son, sin embargo, mas complicadas de utilizar, Fand, Morris y Lum procesaron los datos experimentales disponibles para cilindros horizontales con la intención de determinar la temperatura óptima para las propiedades del fluido que se utilizan en los números sin dimensiones. Su investigación les llevó a la correlación:

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Además del problema de la pared plana, hay otros dos problemas básicos unidimensionales de estado estacionario que consideramos: Dichos problemas son el caso de un cilindro hueco tan largo que las pérdidas en los extremos son desperciables, o bien que sus extremos se encuentran aisladas para evitar pérdida y, además, el caso de una esfera hueca. En ambos problemas, se mantiene constante la temperatura de las superficies interior y exterior. En primer lugar, considere la esfera hueca, como se aprecia en esta figura. Atacamos este problema haciendo un balance de energía en un elemento diferencial de volumen, con el fin de determinar la ecuación diferencial apropiada. Observando que la conducción térmica es constante, que existen condiciones de estado estacionario y que no hay fuentes de calor, escribimos el balance de energía:

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