E12 Convección de calor

Tópico

Que un fluido, ya sea agua o aire, circule alrededor de este alimento es lo que convierte a la convección de calor en el mecanismo predominante de transferencia de calor sobre la superficie de este mismo alimento: esta convección de calor se presenta, en la cocción de este alimento, como agua hirviendo que lo rodea, una convección natural inducida por los propios gradientes de densidad que genera el calentamiento de esa misma agua, o como el aire circulante de un horno de convección, una convección forzada impulsada en cambio por un ventilador externo a este fluido. Que este fluido que rodea a este alimento circule con mayor intensidad a su alrededor hace que esta convección de calor, en consecuencia, transfiera calor hacia la superficie de este alimento con mayor eficacia.

La Ley de Newton cuantifica el flujo de calor que esta convección de calor transfiere hacia la superficie de este alimento mediante un coeficiente convectivo, que depende fuertemente tanto de las propiedades de este fluido como del régimen de flujo con el que ese mismo fluido circula alrededor de este alimento: el agua, con una conductividad térmica alta y con un número de Prandtl característico de aproximadamente siete, logra valores de este coeficiente convectivo mucho mayores que los que logra el aire, y es esa misma diferencia entre ambos coeficientes convectivos la que explica por qué cocer este alimento en agua resulta significativamente más rápido que cocerlo en un horno de aire. Que este fluido que rodea a este alimento sea agua, en lugar de aire, hace que este coeficiente convectivo sea, en consecuencia, mucho mayor, y que esta convección de calor transfiera, en consecuencia, calor hacia la superficie de este alimento mucho más rápido.

Por eso este modelo, con esta convección de calor y este coeficiente convectivo con las que se abrió, calcula a ese mismo coeficiente convectivo, para la geometría y el fluido culinario de interés, a través de un conjunto de números adimensionales, el número de Nusselt, el número de Grashof, el número de Reynolds y este mismo número de Prandtl, que capturan de forma universal la física del movimiento de este fluido y de esta transferencia de calor mediante correlaciones empíricas que relacionan a este número de Nusselt con este número de Reynolds y con este número de Prandtl en convección forzada, o con este número de Grashof y con este número de Prandtl en convección natural: en esta convección natural, como la de una olla con agua caliente, es la diferencia de densidad que causa la diferencia de temperatura entre este fluido y esta superficie de este alimento la que impulsa a todo este flujo de este fluido, mientras que en esta convección forzada, como la de un horno ventilado o la de un soplete, es en cambio la velocidad de este mismo fluido, impuesta externamente, la que determina a este coeficiente convectivo. Que este fluido, natural o forzado, se agite con mayor intensidad alrededor de este alimento hace que este coeficiente convectivo sea, en consecuencia, mayor, y que la cocción de este alimento sea, en consecuencia, más rápida y más uniforme, antes de que el calor que esta misma convección de calor entrega a esta superficie de este alimento se propague hacia su interior según la conducción de calor que describe con más detalle otro modelo de este conjunto.

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