transferencia de calor y masa

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Tema 2 Transferencia de Calor por conducción

Tema 2 Transferencia de Calor por conducción

Es interesante destacar que el rendimiento de aleta alcanza su Es interesante destacar que el rendimiento de aleta alcanza su máximo valor en el caso trivial en que L = 0, o cuando no hay máximo valor en el caso trivial en que L = 0, o cuando no hay aleta en absoluto. Por tanto, no se debería esperar poder aleta en absoluto. Por tanto, no se debería esperar poder maximizar el rendimiento de la aleta con respecto a la longitud maximizar el rendimiento de la aleta con respecto a la longitud de la aleta. Es posible, sin embargo, maximizar el rendimiento de la aleta. Es posible, sin embargo, maximizar el rendimiento con respecto a la cantidad de material de aleta (masa, volumen, con respecto a la cantidad de material de aleta (masa, volumen, o coste), y tal proceso de maximización tiene un significado o coste), y tal proceso de maximización tiene un significado económico bastante obvio. No se ha discutido el tema de la económico bastante obvio. No se ha discutido el tema de la transferencia de calor por radiación desde aletas. La transferencia de calor por radiación desde aletas. La transferencia de calor por radiación es una faceta importante en transferencia de calor por radiación es una faceta importante en muchas aplicaciones, y el lector interesado debería consultar a muchas aplicaciones, y el lector interesado debería consultar a
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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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Modelamiento y ajuste de parámetros de la cocción de bucatini para la determinación de su textura

Modelamiento y ajuste de parámetros de la cocción de bucatini para la determinación de su textura

En ésta tesis se determinan las características de textura del bucatini (rigidez, trabajo y firmeza), durante su cocción por tres métodos diferentes (i) sumergido en agua, (ii) con vapor a presión atmosférica, (iii) y con vapor a vacío, mediante el uso de métodos computacionales. En cada método se midió el contenido de agua absorbida, la temperatura en el centro de la muestra y la textura. Se desarrolló un modelo fenomenológico de transferencia de masa y calor que fue resuelto en Matlab® utilizando el método de líneas. Los parámetros del modelo fueron ajustados por mínimos cuadrados. Estos parámetros están asociados a los coeficientes de transferencia de masa y transferencia de calor que son; el coeficiente de difusión (D), el coeficiente de transferencia de masa por convección (Kc), el coeficiente de transferencia de calor por convección (hc), y el coeficiente de transferencia de calor del aire quieto (haq). Además para el caso de los métodos de cocción con vapor se ajustaron la tasa de condensación (C), la actividad del agua (aw), y la humedad relativa del medio (RH). De esta forma el modelo fue capaz de representar los resultados experimentales obtenidos en cada método de cocción. Las tres propiedades de textura decrecieron con el incremento de la humedad y la temperatura. El tiempo en alcanzar la temperatura del medio de cocción fue menor en la cocción a vacío (5 min), y la firmeza en la cocción con vapor a presión atmosférica obtuvo el mayor tiempo de los tres métodos en alcanzar su estabilidad (20 min).
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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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Profesor de Ingenieria Química Universidad de Rhode Island

Profesor de Ingenieria Química Universidad de Rhode Island

De la exposición anterior se deduce claramente que cada proceso puede conside- rarse ya sea en función del número de etapas que representa o en función de la ra- pidez de transferencia de masa apropiada. Por ejemplo, una por lotes o a corriente paralela continua es una operación en una etapa, pero la eficiencia de la etapa que se logra en el tiempo de contacto permitido depende de la rapidez de transferencia de masa promedio que prevalezca. Un cambio de composición mayor que el posible de lograr con una sola etapa, puede obtenerse repitiendo el proceso a corriente paralela; de esta manera, uno de los efluentes de la primera etapa se pone nuevamente en contacto con nueva fase de tratamiento. De modo alternativo, se puede rearreglar una cascada de varias etapas a contracorriente. Sin embargo, si la operación a contracorriente se realiza en la forma de contacto continuo sin separación repetida y poniendo nuevamente en contacto las fases en forma de pasos, es posible describir la operación en función del número de etapas ideales a las cuales es equivalente. Pero en vista de los cambios diferenciales en la composición que ocurren en estos casos, es más correcto caracterizar la operación en función de los coeficientes de transferencia de masa promedio o equivalentes. La integración de las ecuaciones de rapidez de transferencia de masa puntual se dejará hasta que las características de cada operación puedan ser consideradas, pero el cálculo del número de etapas de equilibrio sólo requiere las relaciones en el equilibrio y el balance de materia.
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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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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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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

6. Si se fijan las características de los tubos o se siguen las recomendaciones dadas por el problema en particular para algún tipo específico de tubos. Teniendo presente el espacio que puede ocupar el intercambiador, se recomienda el empleo de longitudes grandes de tubos como 16 o 20 pies, así como un arreglo en el cabezal de tubos de tipo triangular. Si se han de fijar las características del tubo, se recomienda iniciar las pruebas con tubos de diámetros pequeños como ¾” de diámetro externo y aumentarlo si es necesario, siempre y cuando el fluido no sea muy corrosivo o presente características de ensuciamiento en cuyo se recomiendan diámetros externos mayores como 1”, 1 ¼” o 11/2” para condiciones muy severas en cuanto a deposición de solidos con formación de incrustaciones. Estas recomendaciones conducen a obtener altos coeficientes de transferencia de calor, que se traducen en una reducción del área de transferencia y consecuentemente en la economía de costo y mantenimiento del equipo. Si el arreglo supuesto conduce a caídas de presión muy elevadas se procede a aumentar el diámetro o la longitud a cambiar el arreglo por un tipo cuadrado.
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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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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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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 conducción es una forma de transferencia térmica según la cual, el calor viaja desde una región de temperatura elevada a otra de menor temperatura, pudiendo aparecer en los sólidos, en los líqui- dos y en los gases. Para el caso de los líquidos y gases, la conducción se encuentra normalmente en combinación con la convección; la conducción pura tiene lugar, fundamentalmente, en los sólidos opa- cos.

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

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

suposiciones hechas en la construcción de las gráficas; esta consideración restringe aún más la efecti- vidad máxima del intercambiador de calor, pudiéndose obtener situaciones en las que los valores de las temperaturas en los extremos del intercambiador sean tales que los valores correspon- dientes de P y Z no proporcionen ninguna solución para F, o bien, sean inferiores a 0,75, por lo que habría que ir a otra disposición de carcasa y tubos. Hay que tener en cuenta que la lectura del valor de F en las gráficas puede resultar errónea, sólo conque se incurra en un error pequeño al calcular la efectividad P, hecho que se resuelve en parte utilizando el concepto de (NTU).
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XVIII.- INTERCAMBIADORES DE CALOR MÉTODO DE LA EFICIENCIA

XVIII.- INTERCAMBIADORES DE CALOR MÉTODO DE LA EFICIENCIA

La eficiencia ε compara la velocidad de transferencia térmica real, que es la absorbida por el fluido que se calienta, con la velocidad de transferencia térmica máxima que podría transmitirse en un intercambiador en contracorriente de superficie de intercambio infinita, cuyos límites viene impuestos por el Segundo Principio de la Termodinámica, que tiene en cuenta los focos térmicos a las temperaturas extremas T F1 (foco frío) y T C1 (foco caliente).

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