La convección es uno de los tres mecanismos básicos de transferencia de calor, la transferencia de calor a través de un fluido es por convección cuando se tiene un movimiento masivo de este último.

La transferencia de calor por convección es complicada por el hecho de que comprende movimiento del fluido así como conducción de calor. El movimiento del fluido mejora la transferencia de calor, ya que pone en contacto porciones más calientes y más frías de ese fluido, iniciando índices más altos de conducción en un gran número de sitios. Por lo tanto, la velocidad de transferencia de calor a través de un fluido es mucho más alta por convección que por conducción.

El flujo en un tubo o ducto es interno si el fluido está por completo limitado por superficies sólidas. Los flujos internos son dominados por la influencia de la viscosidad en toda la extensión del campo de flujo. Se dice que el flujo es natural o forzado, dependiendo de la manera en que se inicia el movimiento de ese fluido. En el flujo forzado se obliga a un fluido a desplazarse sobre una superficie o dentro de un tubo por medios externos, como una bomba o ventilador.

En un flujo interno la velocidad está dada por una velocidad promedio o media la cual permanece constante para el flujo incompresible cuando el área de la sección transversal del tubo es constante.

El valor de la velocidad promedio en un tubo se determina a partir del requisito de que se satisface el principio de la conservación de la masa:

m=ρV prom Ac

Donde Ac es el área de la sección transversal.

Cuando un fluido se calienta o enfría conforme fluye por un tubo, su temperatura en cualquier sección transversal cambia de T s en la superficie de la pared hasta algún máximo (o mínimo en el centro en caso de calentamiento) en el centro del tubo. En el desplazamiento de fluidos es conveniente trabajar con una temperatura media o promedio, la cual permanece constante en una sección transversal.

E fluido=mc pTm

Note que la temperatura media del fluido cambia durante el calentamiento o el enfriamiento. Asimismo, las propiedades del fluido en el flujo interno suelen evaluarse en la temperatura media del fluido con respecto a la masa, la cual es el promedio aritmético de las temperaturas de entrada y salida es decir:

T b=Tm ,i−T m,e

2

Para el flujo en un tubo circular el número de Reynolds se define como

ℜ=ρV promD

μ=V promD

ν