Coeficientes de transferencia de calor

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DETERMINACIÓN DE LOS COEFICIENTES DE TRANSFERENCIA DE CALOR EN CALENTADORES DE JUGO DE CAÑA

DETERMINACIÓN DE LOS COEFICIENTES DE TRANSFERENCIA DE CALOR EN CALENTADORES DE JUGO DE CAÑA

En el central azucarero “Siboney” se vienen presentando problemas con la transferencia de calor en los intercambiadores de tubo y coraza que se encargan de calentar el jugo mezclado. Dificultades en la molida por las altas temperaturas del agua de imbibición (aproximadamente 100ºC) indica, entre varios factores, un elevado nivel de obstrucción en las líneas internas de guarapo, debido a la abundante formación de incrustaciones. Esto provoca que el agua de imbibición funda la cera contenida en la caña, las mazas se embotan y patinan, se acumulan grandes cantidades de meollo en las bandejas y se mantiene latente el riesgo de que el bandejero sufra un accidente, acelerando el desgaste de las mazas. Por tanto, el objetivo de este trabajo es determinar la variación de los coeficientes de transferencia de calor así como el factor de obstrucción del intercambiador de calor en el tiempo. Para esto se requiere de la implementación de un procedimiento que se describe a continuación.
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Coeficientes de transferencia de calor experimental para el enfriamiento de licor en intercambiadores de placas

Coeficientes de transferencia de calor experimental para el enfriamiento de licor en intercambiadores de placas

Palabras claves: intercambiador de calor de placas, coeficientes de transferencia de calor, eficiencia térmica. Abstract The loss of efficiency of the ammonia liquor cooling process, by means of the plate heat exchanger, is associated to the incorrect estimate of the heat transfer coefficients and the accumulation of inlays in the exchange surface. The objective of the investigation is to determine the transfer coefficients and the influence of the inlays in the efficiency loss of the installation. By means of an iterative procedure was obtained the Nusselt number equation and the relationship with the Reynolds and Prandtl number, for it was used it a design experimental multifactorial. The results predict the knowledge of the coefficients for the calculation of the Nusselt number for both fluids. The ammonia liquor coefficients values are inferior, due to the presence of gassy components. The obtained equation shows correspondence with the Buonapane pattern, the comparative error is 3,55 %.
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Coeficientes de transferencia de calor experimental para el enfriamiento de licor en intercambiadores de placas

Coeficientes de transferencia de calor experimental para el enfriamiento de licor en intercambiadores de placas

Palabras claves: intercambiador de calor de placas, coeficientes de transferencia de calor, eficiencia térmica. Abstract The loss of efficiency of the ammonia liquor cooling process, by means of the plate heat exchanger, is associated to the incorrect estimate of the heat transfer coefficients and the accumulation of inlays in the exchange surface. The objective of the investigation is to determine the transfer coefficients and the influence of the inlays in the efficiency loss of the installation. By means of an iterative procedure was obtained the Nusselt number equation and the relationship with the Reynolds and Prandtl number, for it was used it a design experimental multifactorial. The results predict the knowledge of the coefficients for the calculation of the Nusselt number for both fluids. The ammonia liquor coefficients values are inferior, due to the presence of gassy components. The obtained equation shows correspondence with the Buonapane pattern, the comparative error is 3,55 %.
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Coeficientes de transferencia de calor  y pérdida de eficiencia en intercambiadores  de calor de placas durante el enfriamiento  del licor amoniacal

Coeficientes de transferencia de calor y pérdida de eficiencia en intercambiadores de calor de placas durante el enfriamiento del licor amoniacal

Resumen En la planta de Recuperación de Amoniaco de la empresa niquelera Ernesto Che Guevara la pérdida de eficiencia del proceso de enfriamiento del licor amoniacal, mediante el uso de intercambiadores de calor de placas, se asocia a la incorrecta estimación de los coeficientes de transferencia de calor y la acumulación de incrustaciones en la superficie de intercambio; lo anterior incrementa el consumo de agua, la energía disponible en el sistema y los costos de mantenimiento. Se realizó una investigación en un intercambiador de calor de placas, con el objetivo de determinar los coeficientes de transferencia y la influencia de las incrustaciones en la pérdida de eficiencia de la instalación. Mediante un procedimiento iterativo se determinó la ecuación del número de Nusselt y su dependencia con el Reynolds y Prandtl, para ello se utilizó un diseño experimental multifactorial y mediciones de los parámetros de trabajo de la instalación en función del tiempo. Los resultados predicen el
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Modelo matemático para la obtención de coeficientes de transferencia de calor en aleaciones de aluminio hipoeutécticas

Modelo matemático para la obtención de coeficientes de transferencia de calor en aleaciones de aluminio hipoeutécticas

2.4 Coeficientes de transferencia de calor 2.4.1 Introducción. La transferencia de calor es aquella ciencia que busca predecir la transferencia de energía que puede ocurrir entre cuerpos materiales, como resultado de una diferencia de temperatura. La termodinámica enseña que esta transferencia de energía se define como calor. La ciencia de la transferencia de calor no sólo trata de explicar cómo puede ser transferida la energía calorífica, sino también trata de predecir la rapidez a la que se realizará este intercambio bajo ciertas condiciones especificadas. El hecho de que un régimen de transferencia de calor sea el objetivo deseado de un análisis, señala la diferencia entre la transferencia de calor y la termodinámica. La termodinámica se ocupa de sistemas en equilibrio; se puede utilizar para predecir la cantidad de energía requerida para pasar un sistema de un estado de equilibrio a otro; no puede usarse para predecir qué tan rápido se realizará un cambio, ya que el sistema no se encuentra en equilibrio durante el proceso. La transferencia de calor completa al primer y segundo principios de la termodinámica, al proporcionar reglas experimentales adicionales que se pueden utilizar para establecer rapideces de transferencia de energía. Tal como en la ciencia de la termodinámica, las reglas experimentales utilizadas como base del tema de la transferencia de energía son muy simples y se les puede ampliar con facilidad para que abarquen -diversas situaciones prácticas [31].
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Sistema para la homogeneización de los coeficientes de transferencia de calor convectivos en una caseta experimental para la evaluación de Cool Roofs

Sistema para la homogeneización de los coeficientes de transferencia de calor convectivos en una caseta experimental para la evaluación de Cool Roofs

Gráfica 1. Temperatura en la cara interior de la probeta en la primera muestra Por los motivos anteriormente descritos, se diseñó primeramente un sistema de ventilación el cual tuviera la capacidad de homogeneizar las condiciones hidrodinámicas en el interior de la caseta experimental. Dicho sistema tiene como objetivo el igualar los coeficientes de transferencia de calor por convección existentes en las superficies internas de 12 probetas, además de provocar el mezclado del aire circundante para la homogeneización de la temperatura en el cuarto de pruebas. El diseño incluye un soporte ajustable que tiene la función de sujetar a distintas alturas un ducto de 4 pulgadas de diámetro. El ducto es de material galvanizado con refuerzo estructural y su longitud es de aproximadamente 1.65 m. Sujeto al ducto se acopla un ventilador de flujo axial, tipo tubo de 4 pulgadas, con una capacidad de 50 pies cúbicos por minuto y una potencia de 1/250 hp a 110 V. En la Figura 2 se esquematiza el ensamble del sistema de ventilación que se coloca por debajo de cada una de las probetas. Se observa que la base se encuentra sujetando al ventilador axial y este a su vez esta acoplado al ducto de 1.65 m de longitud.
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Determinación de coeficientes de transferencia de calor de Cryotop abierto y cerrado bajo distintas condiciones de calentamiento

Determinación de coeficientes de transferencia de calor de Cryotop abierto y cerrado bajo distintas condiciones de calentamiento

CONCLUSIONES Se estimaron los coeficientes de transferencia de calor para el sistema Cryotop  bajo distintos protocolos de calentamiento utilizando simulaciones numéricas mediante el método de los elementos finitos. Se consideró una geometría irregular 3D, sistema heterogéneo formado por strip de polipropileno y solución biológica cuyas propiedades térmicas eran variables con la temperatura. Se simularon cuatro protocolos de calentamiento con Cryotop  sistema cerrado y abierto con calentamiento en medio líquido y en aire. Las simulaciones numéricas se contrastaron con datos experimentales de temperatura versus tiempo publicadas dado que el sistema de mínimo volumen dificulta la medida experimental directa, encontrándose excelente concordancia con datos reportados de Mazur y Seki (2011). Se analizaron los mecanismos que gobernaban la transferencia de calor para cada protocolo;
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DISEÑO DE INSTALACIÓN PARA MEDICIÓN DE COEFICIENTES DE TRANSFERENCIA DE CALOR Y CAÍDA DE PRESIÓN EN MEZCLAS ZEOTRÓPICAS DURANTE SU CONDENSACIÓN A TEMPERATURAS CRIOGÉNICAS

DISEÑO DE INSTALACIÓN PARA MEDICIÓN DE COEFICIENTES DE TRANSFERENCIA DE CALOR Y CAÍDA DE PRESIÓN EN MEZCLAS ZEOTRÓPICAS DURANTE SU CONDENSACIÓN A TEMPERATURAS CRIOGÉNICAS

de diámetro interno del tubo exterior. El condensador está dividido en 12 sub-secciones en donde se mide la temperatura de entrada y salida de cada uno. El flujo de refrigerante en el tubo interior varía entre 200 - 500 [ kg / m 2 s] y se hace fluir agua por el tubo exterior a contraflujo. De los resultados obtenidos por las mediciones, se observa que para cualquier flujo másico, las mezclas presentan menores coeficientes de transferencia de calor que el DME puro, es decir, el aumento de la fracción másica de CO 2 produce una disminución del coeficiente de transferencia de calor. Los autores concluyen que este fenómeno se debe a un aumento de la resistencia a la transferencia de calor producido por la transferencia de masa en la fase líquida condensada, y también a la menor conductividad térmica del fluido condensado con respecto al DME puro. Con respecto a la pérdida de carga, el DME presenta mayores valores de pérdida debido a su menor densidad en estado de vapor comparado con las mezclas de CO 2 /DME. Además, la tendencia es que a mayores calidades de vapor, las variaciones de presión son mayores, debido a la transformación del flujo de condensado de anular a intermitente.
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Coeficientes de transferencia de calor en enfriadores de mineral laterítico a escala piloto

Coeficientes de transferencia de calor en enfriadores de mineral laterítico a escala piloto

Resumen En la Planta de Hornos de Reducción de la empresa niquelera Ernesto Guevara las elevadas temperaturas del mineral reducido a la salida de los enfriadores (coolers) afectan el desarrollo eficiente del proceso de lixiviación. Se realizó una investigación, a escala piloto, en los enfriadores de mineral reducido con el fin de evaluar el comportamiento de los parámetros de transferencia de calor que caracterizan el proceso; para ello se registraron los valores de temperatura del agua y del flujo y la temperatura del mineral, tanto a la entrada como a la salida de la instalación, para valores de flujos de 10 y 19 l/min. Como resultado se obtuvo el procedimiento de cálculo para determinar los coeficientes superficiales de transferencia de calor por unidad de longitud. Se encontró que en los enfriadores de mineral reducido predominan la conducción y radiación del mineral a la pared interior del cilindro cubierta por el sólido así como la convección y evaporación del agua al medio que permite dirigir las acciones hacia estos elementos para aumentar la eficiencia de la instalación.
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Determinación experimental de coeficientes de transferencia de calor para convección libre y forzada

Determinación experimental de coeficientes de transferencia de calor para convección libre y forzada

(c) Flujo forzado a través de un haz de tubos como los que se encuentran en un intercambiador de calor de coraza y tubos, (d) Capas límites laminares y turbulentas en la convección nat[r]

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Determinación de  coeficientes de transferencia de calor en moldes de investment casting con  virutas de cobre

Determinación de coeficientes de transferencia de calor en moldes de investment casting con virutas de cobre

Fig. 2. Arreglo virtual de termopares durante el proceso de enfriamiento. inicial de 1 °C/s hasta alcanzar el subenfriamiento, posteriormente la velocidad de enfriamiento disminuye debido a la recalescencia, hasta alcanzar los 550°C, a los 380 segundos se observa el efecto de la recalescencia debido al calor latente de fusión causada por la precipitación de α Al, presentándose una meseta hasta los 500 segundos donde el metal solidifica, disminuyendo la velocidad de enfriamiento, aproximándola a cero, finalmente la curva decae a velocidad constante. La figura 3b, MC6, se muestra una disminución en la temperatura de 704ºC a 586ºC durante los primeros 30 segundos de enfriamiento teniendo velocidades de 3.5 °C/s, favoreciendo la nucleación de partículas sólidas debido al sub enfriamiento, en seguida se presenta un incremento en la temperatura debido a la recalescencia a los 30 segundos subsecuentes, y posteriormente un descenso en la temperatura donde se observa una velocidad de enfriamiento de 0.5 °C/s. En la figura 3c, M8, se muestra el historial térmico del metal vaciado en molde convencional de 8 mm de espesor, en él se observa una caída inicial de temperatura de 155°C dentro de los primeros 34 segundos a una velocidad de 4.5 °C/s, la velocidad de enfriamiento es más alta que en los casos anteriores esto es debido a que se tiene mayor espesor y una masa mayor de extracción de calor además de que inicialmente estaba a 253°C y posteriormente la velocidad disminuye hasta 0.01°C/s, siendo la velocidad la más baja observada en estos caso, promoviendo una solidificación prácticamente isotérmica, por la meseta que se presenta en la curva de los 154 segundos a los 274 segundos. Finalmente a los 550°C la velocidad vuelve a incrementar hasta los 0.8°C/s para terminar en los 0.3°C/s a los 674 segundos.
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Determinación de los coeficientes convectivos y radiativos de transferencia de calor y masa de un anfibio

Determinación de los coeficientes convectivos y radiativos de transferencia de calor y masa de un anfibio

Con este proyecto, se busca crear un protocolo general que permita servir de guía para determinar los coeficientes convectivos y radiativos de cualquier especie de anfibio, y en un alcance más grande, poder utilizarlo como guía para cualquier organismo. Adicionalmente, se desea emplear dicho protocolo para determinar los coeficientes de transferencia de calor y masa por convección y radiación por medio de simulaciones y comparar dichos resultados con un método experimental en el túnel de viento. El caso de estudio para este proyecto será la especie anfibia Epipedobates femoralis, la cual pertenece al grupo de las ranas tóxicas y tiene actividad diurna (Amezquita, 2009). Dicha especie se encuentra a lo largo del río Amazonas y la población que se estudiará está ubicada en Leticia, Colombia, ciudad de la que se tienen datos meteorológicos.
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Coeficientes Convectivos de Transferencia de Calor durante el Freído de Láminas de Tilapia (Oreochromis niloticus)

Coeficientes Convectivos de Transferencia de Calor durante el Freído de Láminas de Tilapia (Oreochromis niloticus)

MATERIALES Y MÉTODOS Para la determinación del coeficiente convectivo de transferencia de calor se utilizaron filetes de tilapia en forma de placa plana de 5 x 2,5 x 1,5 cm. Las condiciones de proceso fueron temperaturas de fritura de 130, 150 y 170 ºC y tiempos de freído entre 1 a 420 s. En este proceso, se empleó aceite de palma como medio de fritura y una freidora eléctrica en acero inoxidable de 6 litros de capacidad. En cada condición de freído se usó una lámina de tilapia y se realizaron tres réplicas analíticas. Para medir la variación de temperatura de las láminas se insertaron 2 termopares tipo J de 0,25 mm de diámetro por los extremos de la placa en sentido longitudinal hasta que las puntas de los mismos estuvieron cerca del centro geométrico y suficientemente lejos de los extremos; otro termopar de las mismas características se usó para medir la temperatura del aceite. Las temperaturas se registraron cada segundo empleando un sistema de adquisición de datos (INTECH Micro 2100-A16 Rev 1.3) acoplado a un computador personal. El calor específico y la densidad de la muestra fueron determinados empleando las fórmulas sugerida por Choi y Okos (1985), con base en la composición de la tilapia y la temperatura de fritura. Las propiedades termofísicas de la tilapia se determinaron usando un programa computacional denominado DEPROTER (Determinación de Propiedades Termofísicas) de Alvis et al., (2012) que facilita la determinación del calor específico y la densidad.
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Calculo de coeficientes de transferencia

Calculo de coeficientes de transferencia

Transferencia de calor entre un fluido y las particulas. (1) Gamson et al. Y Wilke and Hougen. (2) Baumeister and Bennett Baumeister and Bennett (a) for d t /d p >20, (b) correlación promedio (3) Glaser and Thodos. (4) de Acetis and Thados (5) Sen Gupta and Thadas (6) Handley and Heggs (ε = 0.37).

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Implementación de un sistema de adquisición de datos para la determinación de coeficientes globales de transferencia de calor, en la unidad de intercambiadores de calor de coraza y tubos

Implementación de un sistema de adquisición de datos para la determinación de coeficientes globales de transferencia de calor, en la unidad de intercambiadores de calor de coraza y tubos

Fuente: elaboración propia, diseño obtenido del equipo de intercambiadores de calor de coraza y tubos del Laboratorio de Operaciones Unitarias, Escuela de Ingeniería Química, USAC.... Co[r]

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Transferencia de calor

Transferencia de calor

El circuito primario (del sistema captador) mueve el fluido haciéndolo pasar por los captadores solares y por el intercambiador. El circuito secundario (del sistema de almacenamiento) lleva el agua desde el acumulador hasta el punto de consumo. En el circuito primario se introduce un líquido especial, normalmente una mezcla de agua destilada y anticongelante para evitar la congelación en zonas frías 5 , y que circula gracias a la acción de una bomba eléctrica. Con esto se consigue controlar la transferencia de energía entre el captador y el fluido, de tal modo que se impide que se pueda perder parte del calor ganado, cuando el agua acumulada está más caliente que el fluido, o alcanzar la temperatura de evaporación del fluido. De este modo, se tiene que el sistema de circulación forzada añade un gasto energético externo pero aumenta la eficiencia térmica de la instalación solar.
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TRANSFERENCIA DE CALOR

TRANSFERENCIA DE CALOR

5.2 ANÁLISIS DE LOS INTERCAMBIADORES Los intercambiadores de calor suelen operar durante largos períodos de tiempo sin cambios en sus condiciones de operación. Por lo tanto, se pueden considerar como equipos de flujo estable, por ello, el caudal másico de cada fluido permanece constante y las propiedades de los fluidos, como la temperatura y velocidades en cualquier entrada o salida son las mismas. Además, las corrientes del fluido experimentan poco o ningún cambio en sus velocidades y elevaciones, y como consecuencia, los cambios en la energía cinética y potencial son despreciables. Además, con poca pérdida de exactitud, el calor específico se puede considerar constante. Por último, se supone que la superficie exterior del intercambiador está perfectamente aislada.
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TRANSFERENCIA DE CALOR

TRANSFERENCIA DE CALOR

{ Vapor húmedo Cuando se desplaza a través de tuberías, el vapor a una cierta temperatura, intercambia calor con el medio ambiente y se enfría, al enfriarse una parte condensa a líquido y esas pequeñas gotas son arrastradas por el vapor que circula. Para determinar todas las propiedades de un vapor húmedo se define la calidad, que es como sigue:

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Transferencia de Calor

Transferencia de Calor

1. 1. Una olla de aluminio tiene un fondo plano, con un diámetro de 15 cm, con un espesor de 0.4 Una olla de aluminio tiene un fondo plano, con un diámetro de 15 cm, con un espesor de 0.4 cm. Se transfiere calor en estado estacionario a través del fondo hasta hervir el agua en la olla. cm. Se transfiere calor en estado estacionario a través del fondo hasta hervir el agua en la olla.

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Transferencia de Calor

Transferencia de Calor

CONVECCION FORZADA Hasta ahora se ha supuesto como conocido el coeficiente de transferencia de calor h en todos los análisis realizados. Sin embargo, la determinación de éste constituye con frecuencia un problema complejo. Es por esto que en este capítulo se examinarán algunos métodos para predecir en una situación dada el valor del coeficiente de transferencia de calor en convección forzada. En primer lugar se dará énfasis a la relación física que existe entre el proceso de transferencia de energía y el movimiento del fluido. Como resultado de este análisis de tipo fundamental será posible desarrollar diferentes correlaciones analíticas para la determinación del coeficiente h. Sin embargo, dada la complejidad involucrada en los procesos, no siempre es posible obtener soluciones analíticas para muchos problemas de interés práctico. Por consiguiente, en estos casos es necesario recurrir a diferentes correlaciones experimentales con el objeto de obtener la información necesaria. Estas correlaciones empíricas generalmente se expresan en forma de gráficas o a través de expresiones matemáticas.
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