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UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y ADISTANCIA (UNAD VALLEDUPAR)

TRABAJO individual (fase 3) TRANSFERENCIA DE CALOR ELABORADO POR: ANA MAOLYS MEDRANO NAVAS REVISADO POR: DIANA EDITH MOLINA

AREA: INGIENERIA DE ALIMENTOS CEAD_ VALLEDUPAR

FECHA 2018

DESARROLLO DE LA ACTIVIDAD 1. REALIZAR UN MENTEFACTO PARA LAS OPERACIONES UNITARIAS Operaciones básicas unitarias en un gran número de procesos industriales. Se pueden distinguir diferentes tipos dependiendo la naturaleza de la transformación llevada

Separación de dos o más sustancias presentes en una mezcla

Operaciones unitarias en la industria alimentaria

Los procesos de transformación de productos agrícolas constituyen las denominada operaciones unitarias

Separación lograda agente separador.

mediante

Clasificación de diferentes grupos

Comprende

1. Operaciones unitarias de transporte de cantidad de 2. movimiento

Circulación interna de fluidos Circulación externa de fluidos Movimiento de sólidos en el seno de fluidos

Operaciones unitarias de transmisión de calor

Operaciones unitarias de transferencia simultanea de materia-calor

Operaciones unitarias complementarias

Absorción

Conducción

Humidificación y deshidratación

Trituración

Extracción

Convección

Cristalización

Molienda

Adsorción

Radiación

Deshidratación

Tamizado

Operaciones unitarias de transferencia de masa

Destilación

Intercambio iónico

2. DE ACUERDO LAS LECTURAS REALIZADAS, DEFINIR CON SUS PALABRAS LA LEY DE FOURIER DE LA TRANSFERENCIA DE CALOR, ¿CUÁL ES LA FUERZA IMPULSORA DE ESTA OPERACIÓN? La ley de Fourier se refiere a la transmisión de calor por medio de conducción y establece la proporcionalidad entre un flujo de calor y el gradiente de temperatura, a este proceso se le llama conductividad térmica. La ley es aplicable para toda la materia sólida, liquida o gaseosa, establece que la energía térmica que atraviesa un sólido isótropo, en un régimen estacionario, se mide por medio de unidad de tiempo y es proporcional con el coeficiente de conductividad térmica de una materia atravesando la superficie y la variación de temperatura en dirección de flujo. Las propiedades térmicas de la materia en la ley de Fourier, se realiza mediante propiedad de transporte, provee las siguientes indicaciones:  Estructura física  Atómica  Molecular

3. REALIZAR LA CONVERSIÓN DE UNIDADES PARA LOS SIGUIENTES CASOS: A. 3500BTU/h a J/s

3500

𝐵𝑇𝑈 ℎ

∗

1055,06 𝐽 1 𝐵𝑇𝑈

∗

1ℎ 3600 𝑠

= 1025,8

𝐽 𝑠

B. 900J/kg°C a cal/g°C 𝐽

900 𝐾𝑔 °𝐶 ∗

C. 0.4 BTU/hr·ft·ºF a J/ s m °F

1 𝐶𝑎𝑙 4,1868 𝐽

∗

1 𝐾𝑔 1000 𝑔

= 0,215

𝐶𝑎𝑙 𝑔 °𝐶

0,4

𝐵𝑇𝑈 1055,06 1 𝑓𝑡 1ℎ 𝐽 ∗ ∗ ∗ = 0,385 ℎ𝑟 𝑓𝑡 °𝐹 1 𝐵𝑇𝑈 0,3048 𝑚 3600 𝑠 𝑠 𝑚 °𝐹

D. 0.128 BTU/hr·ft·K a W /m K 0,128

𝐵𝑇𝑈 1055,06 1ℎ 0,038 𝐽 1 1𝑓𝑡 ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ℎ 𝑓𝑡 𝐾 1 𝐵𝑇𝑈 3600 𝑠 𝑠 𝑓𝑡 𝐾 0,3048 𝑚 𝑤 = 0,123 𝑚𝐾

4. EN UNA HABITACIÓN, SE ENCIENDE UN CALENTADOR ELÉCTRICO DE 1 KW Y SE MANTIENE ASÍ DURANTE 50 MINUTOS. CALCULAR LA CANTIDAD DE ENERGÍA TRANSMITIDA POR EL CALENTADOR A LA HABITACIÓN.

Solución: 𝐸 =𝑃∗𝑡 𝐸 = 1𝑘𝑊 ∗ 50 min∗

60 𝑠 𝑚𝑖𝑛

𝐸 = 3000 𝑘𝑊ℎ

5. SE VA A CONSTRUIR UN HORNO DE LADRILLOS UTILIZANDO LADRILLOS DE CONSTRUCCIÓN DE 8 PULGADAS DE GROSOR QUE POSEEN

UNA

CONDUCTIVIDAD

DE

0.4

BTU/HR·FT·ºF.

LA

SUPERFICIE INTERNA DEL HORNO ESTÁ A 1800ºF MIENTRAS QUE LA SUPEFICIE EXTERNA ESTÁ A 90ºF. HALLE LA PÉRDIDA DE CALOR POR UNIDAD DE ÁREA.

Solución:  Grosor: 8 pulgadas  Conductividad: 0.4 BTU/HR·FT·ºF.  Temperatura interna: 1800°F  Temperatura externa: 90°F  Hallar la pérdida de calor por unidad de área 𝑅𝑐 =

𝐿𝑐 = 𝐾𝑐 𝐴

𝑅𝑐 =

8𝑖𝑛 𝐵𝑇𝑈 = 1.667 𝑖𝑛 0.4BTU ℎ. 𝑓𝑡 2 °𝐹 12 ∗ 𝑓𝑡 h ft · ºF

𝑃é𝑟𝑑𝑖𝑑𝑎 𝑑𝑒 𝑐𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑝𝑖𝑒 2 𝑑𝑒 𝑝𝑎𝑟𝑒𝑑 Q = 𝑄 = 1800°𝐹 − 90°𝐹/

∆t R

𝐵𝑇𝑈 𝐵𝑇𝑈 = 1025.79484 ℎ. 𝑓𝑡 2 °𝐹 ℎ. 𝑓𝑡 2

BIBLIOGRAFÍA

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Kern, D. (1999). Procesos de transferencia de calor. Recuperado de: https://es.scribd.com/doc/18281593/procesos-de-transferencia-de-calor-donald-q-kerncecsa-1a-edicion Incropera, F., &Witt, D. (1999) Fundamentos de transferencia de calor. Recuperado de https://books.google.com.co/books?id=QqfJw4tpIjcC&pg=PA46&dq=ley+de+Fourier& hl=es419&sa=X&ved=0ahUKEwjIp4mnp9TZAhWos1kKHXFhBRQQ6AEIKTAB#v=onepa ge&q=ley%20de%20Fourier&f=false Montes, P. M. J., Muñoz, D. M., & Rovira, D. A. A. (2014). Ingeniería térmica. (pp. 2627) Recuperado de: http://bibliotecavirtual.unad.edu.co:2460/lib/unadsp/reader.action?ppg=23&docID=322 6895&tm=1511117497872