Procesos de transferencia de calor

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Medicion de la sensacion de confort operativo a estudiantes del curso de transferencia de calor utilizando como mediador didactico un simulador de sotfware para procesos de transferencia de calor

Medicion de la sensacion de confort operativo a estudiantes del curso de transferencia de calor utilizando como mediador didactico un simulador de sotfware para procesos de transferencia de calor

5.2.1. Simulación dinámica. La simulación en estado estacionario ha sido útil para el diseño y la evaluación de equipos de proceso e incluso plantas completas y en ocasiones se extiende su aplicación a condiciones de operación que pueden estar cambiando en el tiempo, como en leyes de control de sistemas feedforward. Sin embargo esta extensión no es posible cuando se tratan procesos por lotes o semilotes porque la variación temporal de las condiciones de operación hace necesaria la simulación dinámica. Este tipo de simulación fue evadida durante largo tiempo porque era percibida como una herramienta difícil de emplear que requería de equipos de alta tecnología para realizarla y resultaba difícil justificar económicamente su utilización. Sin embargo, las nuevas generaciones de simuladores dinámicos para computadores personales han puesto en las manos de los ingenieros químicos una herramienta fácil de configurar que es rápida y confiable, aunque en ocasiones sus licencias tienen un elevado costo.
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Determinación del coeficiente global de transferencia de calor de un intercambiador de calor compacto para su aplicación en calor solar para procesos industriales

Determinación del coeficiente global de transferencia de calor de un intercambiador de calor compacto para su aplicación en calor solar para procesos industriales

El agua que entra al intercambiador de calor se almacena en un termotanque y se calienta por medio de diez resistencias eléctricas de 1100 watts de potencia cada una (las cuales se pretenden sustituir por colectores solares), dicho fluido es impulsado hacia el intercambiador de calor por medio de una bomba centrifuga que está conectada a una válvula de control, con la finalidad de regular el flujo. Finalmente, el agua caliente transfiere su energía al aire que entra al intercambiador a través del ducto de aspiración (Figura 6) elevando su temperatura. Aire caliente sale por el ducto de evacuación, el cual puede ser aprovechado para distintos usos, como, por ejemplo: deshidratación de alimentos, secado de madera, aire acondicionado etc.
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Integración de procesos energéticos, cogeneración y avances en transferencia de calor en la industria química

Integración de procesos energéticos, cogeneración y avances en transferencia de calor en la industria química

Son muchas las razones que justifican la necesidad del aislamiento térmico, entre estas pueden mencionarse las de carácter económico, técnico y social (seguridad y confort). En el orden práctico una incidencia directa la constituye la fuga de energía térmica y por tanto, de costo. De ello se deriva que reducir la pérdida o suprimir el despilfarro se traduzca en menores pérdidas económicas. Entre las incidencias indirectas se pueden señalar las siguientes: las fluctuaciones en la temperatura de los fluidos transportados o almacenados, que pueden provocar variaciones de sus propiedades (en la viscosidad), y el cambio de su fase física. Además, el calentamiento o enfriamiento de las paredes trae como consecuencias la condensación, corrosividad, quemaduras, inhalaciones excesivamente calientes o frías (especialmente en locales habilitados para la vida o el trabajo). Por ejemplo: el aislamiento de una tubería de calor sobrecalentado suprime las condensaciones sobre la pared interna y salvaguarda la mala convectividad del fluido, disminuyendo doblemente la fuga radial de calor, lo cual implica una economía de combustible, una mejor calidad del vapor y mejora las condiciones ambientales. Adicionalmente contribuye a disminuir las vibraciones y los problemas asociados con la expansión.
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Diseño y construcción de un equipo para Transferencia de Calor por conducción para materiales no metálicos para el Laboratorio de Transferencia de Calor

Diseño y construcción de un equipo para Transferencia de Calor por conducción para materiales no metálicos para el Laboratorio de Transferencia de Calor

La transferencia de calor reconoce tres modos distintos de transmisión de calor: conducción, radiación y convección. Estrictamente hablando, únicamente la conducción y la radiación deberían ser consideradas o clasificadas como procesos de transferencia de calor, porque solamente estos dos mecanismos dependen para su operación, solo de la existencia de una diferencia de temperatura. El último de los tres, la convección, no cumple estrictamente con la definición de transferencia de calor, porque para su operación también depende del transporte de masa. Pero, debido a que en la convección también se efectúa transmisión de energía desde regiones de temperatura más alta a regiones de temperatura más baja, ha sido generalmente aceptado el término de transferencia de calor por convección. 1
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Diseño de un calentador de agua de alimentación a la caldera n°6 en la Empresa Agroindustrial Tumán para mejorar su eficiencia de generación de vapor

Diseño de un calentador de agua de alimentación a la caldera n°6 en la Empresa Agroindustrial Tumán para mejorar su eficiencia de generación de vapor

Mientras menor es el corte de los deflectores, mayor es la turbulencia provocada, mayores son los coeficientes de transferencia de calor y mayores son las caídas de presión en la carcasa. La experiencia ha demostrado que cortes de 25% dan coeficientes bastante altos con valores moderados de caídas de presión. Es recomendable no operar con las condiciones extremas del espaciado de deflectores, ya que distancias muy cortas pueden producir excesivas fugas entre los deflectores y la carcasa, y muy amplias tienden a convertir el flujo en axial en lugar de a través del haz de tubos lo que disminuirá el coeficiente de transferencia de calor.
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Transferencia de Calor Cap. 5

Transferencia de Calor Cap. 5

Para obtener una ecuación en diferencias general para los nodos interiores, considere el elemento representado por el nodo m y los dos nodos vecinos m-1 y m+1.Si se supone que la conducción de calor se lleva acabo hacia los elementos sobre todas las superficies, un balance de energía en el elemento se puede expresar como

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DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ENERGÉTICA

DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ENERGÉTICA

Este punto de vista sugiere que el proceso pudiera ser eminentemente conductivo, pero como el gra- diente de temperaturas en la superficie viene determinado por la velocidad conque el fluido situado lejos de la pared puede transportar la energía a la corriente principal, (el gradiente de temperaturas sobre la pared depende del campo de velocidades del fluido), resulta que a mayor velocidad se produce un mayor gradiente de temperaturas y una transferencia de calor superior, por lo que el proceso es prácticamente convectivo, sin despreciar la conductividad térmica que tiene igualmente un papel importante. La situa- ción es muy similar en la convección natural, Fig I.10; la diferencia principal consiste en que en la con- vección forzada la velocidad lejos de la superficie se aproxima al valor de la corriente libre impuesta por una fuerza externa, mientras que en la convección natural la velocidad depende de las propiedades del
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Medición de difusividades térmicas en líquidos mediante simulación del efecto de lente térmica

Medición de difusividades térmicas en líquidos mediante simulación del efecto de lente térmica

Luego de seleccionar las interacciones f´ısicas, es necesario fijar la conexi ´on entre los fen ´omenos a trav ´es del componente multif´ısica que permite acoplarlos para describir el modelo lo m ´as cercano a la realidad. Cabe recalcar que cada combinaci ´on de fen ´omenos tiene sus propias multif´ısicas lo que vuelve bastante variado el cat ´alogo de las mismas. Las Figuras 3.16 y 3.17 muestran la interfaz de acoplamiento entre los m ´odulos f´ısicos de “transferencia de calor en s ´olidos” y el de “ ´optica de rayos”. Elegimos el m ´odulo de multif´ısica “fuente de calor por rayos” porque utilizamos una fuente l ´aser que va a calentar las paredes de vidrio del contenedor y la muestra l´ıquida.
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Transferencia de Calor Cap. 3

Transferencia de Calor Cap. 3

Al agregar aislamiento a un tubo cilíndrico o a una capa esférica, el aislamiento adicional incrementa la resistencia a la conducción de la capa de aislamiento pero disminuye la resistencia a la convección de la superficie debido al incremento en el área exterior. La transferencia de calor del tubo puede aumentar o disminuir, dependiendo de cuál sea el efecto que domine.

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Rediseño de un intercambiador de calor para la chumacera combinada de las unidades de la segunda etapa

Rediseño de un intercambiador de calor para la chumacera combinada de las unidades de la segunda etapa

Conoceremos acerca de las turbinas Francis y algunas de sus partes importantes, como lo son la carcasa espiral, el rodete, la flecha, los servomotores y la que nos interesa en este proyecto que es la chumacera combinada. De igual forma en este trabajo mencionare un poco sobre la termodinámica, la transferencia de calor ya que estos son los temas principales para realizar el análisis térmico, que es el principal objetivo de este proyecto. De igual forma conoceremos acerca del intercambiador de calor que es un equipo utilizado para enfriar un fluido que está más caliente de lo deseado, transfiriendo este calor a otro fluido que está frío y necesita ser calentado.
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XI.- TRANSMISIÓN DE CALOR POR CONVECCIÓN CAPA LIMITE TÉRMICA E HIDRODINÁMICA - Capa límite termica e hidrodinámica

XI.- TRANSMISIÓN DE CALOR POR CONVECCIÓN CAPA LIMITE TÉRMICA E HIDRODINÁMICA - Capa límite termica e hidrodinámica

viene determinado por la velocidad a que puede ser transportada la energía por el fluido más alejado de la pared, hacia el interior de la corriente principal, por lo que el gradiente de temperaturas en la superfi- cie del sólido depende del campo de flujo, de forma que las velocidades más elevadas son las que originan mayores gradientes de temperatura y mayores velocidades de transferencia de calor.

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XV.- TRANSMISIÓN DE CALOR POR CONVECCIÓN CORRELACIONES PARA LA CONVECCIÓN FORZADA - Correlaciones para la convección forzada

XV.- TRANSMISIÓN DE CALOR POR CONVECCIÓN CORRELACIONES PARA LA CONVECCIÓN FORZADA - Correlaciones para la convección forzada

FLUJO TURBULENTO PARALELO POR EL EXTERIOR DE TUBOS EN BATERÍA.- La transferencia de calor en la circulación de un fluido sobre una batería de tubos, es muy importante por su aplicación al diseño y proyecto de algunos tipos de intercambiadores de calor en contracorriente y en equicorriente. Se pueden considerar dos situaciones:

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XIII.- TRANSMISIÓN DE CALOR POR CONVECCIÓN, ANALOGÍAS Y ANÁLISIS DIMENSIONAL - Transmisión de calor por convección, Analogías

XIII.- TRANSMISIÓN DE CALOR POR CONVECCIÓN, ANALOGÍAS Y ANÁLISIS DIMENSIONAL - Transmisión de calor por convección, Analogías

El frotamiento del fluido supone un intercambio de energía entre el mismo y la superficie interna del tubo, mientras que la transmisión de calor por convección forzada supone un intercambio de energía térmica entre la superficie del tubo y el fluido; ambos fenómenos dependen del grado de turbulencia del fluido. En general el frotamiento de un fluido en circulación forzada depende de los siguientes factores:

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II.- CONDUCCIÓN DE CALOR UNIDIRECCIONAL EN RÉGIMEN ESTACIONARIO - Conducción del calor unidireccional en estado estacionario

II.- CONDUCCIÓN DE CALOR UNIDIRECCIONAL EN RÉGIMEN ESTACIONARIO - Conducción del calor unidireccional en estado estacionario

La ley básica de la conducción del calor, a partir de observaciones experimentales, proviene de Biot, pero en general se conoce con el nombre de ecuación de Fourier, ya que fue él quien la aplicó a su teoría analítica del calor. Esta ley establece que la tasa de transferencia de calor por conducción en una dirección dada, es proporcional al área normal a la dirección del flujo de calor, y al gradiente de temperatura en esa dirección.

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XIV.- TRANSMISIÓN DE CALOR POR CONVECCIÓN CORRELACIONES PARA LA CONVECCIÓN NATURAL - Correlaciones para la convección natural

XIV.- TRANSMISIÓN DE CALOR POR CONVECCIÓN CORRELACIONES PARA LA CONVECCIÓN NATURAL - Correlaciones para la convección natural

La complejidad de la mayoría de los casos en los que interviene la transferencia de calor por convec- ción, hace imposible un análisis exacto, teniéndose que recurrir a correlaciones de datos experimentales; para una situación particular pueden existir diversas correlaciones procedentes de distintos grupos de investigación; además, con el paso del tiempo, determinadas correlaciones antiguas se pueden sustituir por otras más modernas y exactas, de forma que al final, los coeficientes de transferencia de calor calcu- lados a partir de correlaciones distintas no son iguales, y pueden diferir, en general, en más de un 20%, aunque en circunstancias complicadas las discrepancias pueden ser mayores. En la convección natural, el fluido próximo a la pared se mueve bajo la influencia de fuerzas de empuje originadas por la acción conjunta de los cambios en su densidad y el campo gravitatorio terrestre.
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Tema 2 Transferencia de Calor por conducción

Tema 2 Transferencia de Calor por conducción

En el desarrollo siguiente, se obtienen relaciones para la En el desarrollo siguiente, se obtienen relaciones para la transferencia de calor desde una barra o aleta de área de sección transferencia de calor desde una barra o aleta de área de sección transversal uniforme, que sobresale de una pared plana. En las transversal uniforme, que sobresale de una pared plana. En las aplicaciones prácticas, las aletas pueden tener secciones aplicaciones prácticas, las aletas pueden tener secciones transversales de área variable y pueden estar unidas a transversales de área variable y pueden estar unidas a superficies circulares. En ambos casos, en la deducción, el área superficies circulares. En ambos casos, en la deducción, el área debe considerarse como una variable y la solución de la ecuación debe considerarse como una variable y la solución de la ecuación diferencial básica y las técnicas matemáticas, se hacen más diferencial básica y las técnicas matemáticas, se hacen más tediosas. Para esas situaciones más complejas se presentan sólo tediosas. Para esas situaciones más complejas se presentan sólo los resultados. Para los detalles de los métodos matemáticos los resultados. Para los detalles de los métodos matemáticos empleados en la obtención de las soluciones, se remite al lector empleados en la obtención de las soluciones, se remite al lector a las Referencias 1 y 8.
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Transferencia de Calor Cap. 2

Transferencia de Calor Cap. 2

En las aplicaciones espaciales y criogénicas, una superficie de transferencia de calor está rodeada por un espacio vacío y, por tanto, no tiene transferencia p o r c o nve c c i ó n e n t r e l a superficie y el medio radiante.

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XVIII.- INTERCAMBIADORES DE CALOR MÉTODO DE LA EFICIENCIA

XVIII.- INTERCAMBIADORES DE CALOR MÉTODO DE LA EFICIENCIA

SELECCION DE LA SUPERFICIE FRONTAL PARA INTERCAMBIADORES DE CALOR COM- PACTOS.- Si se propone una ecuación aproximada para la velocidad en el núcleo, y no se tienen en cuenta la caída de presión por aceleración, ni las pérdidas de carga a la entrada y a la salida, y con- siderando la eficiencia de las aletas del 100% , la ecuación de la pérdida de carga en el intercambia- dor anteriormente definida queda en la forma:

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XVII.- INTERCAMBIADORES DE CALOR MÉTODO DE LA (LMTD) - Intercambiadores(LMTD)

XVII.- INTERCAMBIADORES DE CALOR MÉTODO DE LA (LMTD) - Intercambiadores(LMTD)

En general, el intercambiador de calor de carcasa y tubos tiene unas placas (cabezales) en donde se fijan los tubos por ambos extremos, mediante soldadura u otro tipo de fijación; este tipo de construcción tiene un bajo costo inicial, pero sólo se puede utilizar para diferencias pequeñas de temperatura entre el fluido caliente y el frío, puesto que no se ha hecho ninguna previsión para evitar las tensiones mecánicas de origen térmico debidas a la dilatación entre los tubos y la carcasa.

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