PDF superior Problemas de transferencia de calor y masa

Problemas de transferencia de calor y masa

Problemas de transferencia de calor y masa

Q Q total total = 456.2 w = 456.2 w 2. 2. Una pared de 12 m de largo y 5 m de alto está constituida de dos capas de tabla roca Una pared de 12 m de largo y 5 m de alto está constituida de dos capas de tabla roca (K = 0.17 W/m. °C) de 1 cm de espesor, espaciados 12 cm por montantes de madera (K (K = 0.17 W/m. °C) de 1 cm de espesor, espaciados 12 cm por montantes de madera (K = 0.11 W/m °C) cuya sección transversal es de 12 cm por 5cm. Los montantes están = 0.11 W/m °C) cuya sección transversal es de 12 cm por 5cm. Los montantes están colocados verticalmente y separados 60 cm, y el espaciado entre ellos está lleno con colocados verticalmente y separados 60 cm, y el espaciado entre ellos está lleno con aislamiento de fibra de vidrio (K = 0.034 W/m °C). La casa se mantiene a 20 °C y la aislamiento de fibra de vidrio (K = 0.034 W/m °C). La casa se mantiene a 20 °C y la temperatura ambiental en el exterior es de -5°C. Si se toma los coeficientes de temperatura ambiental en el exterior es de -5°C. Si se toma los coeficientes de transferencia de calor en las superficies interior y exterior de la casa como 8.3 y 3.4 transferencia de calor en las superficies interior y exterior de la casa como 8.3 y 3.4 W/m
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Desarrollo de un modelo simplificado de la transferencia de calor y de masa en una torre de enfriamiento de tiro inducido

Desarrollo de un modelo simplificado de la transferencia de calor y de masa en una torre de enfriamiento de tiro inducido

Como se puede justificar en base a la anterior ilustración, estos aparatos son grandes en tamaño por lo cual la experimentación en caso de que se requiera optimizar o analizar el proceso resulta costosa, razón por la cual se recurre a herramientas computacionales que reducen este costo significativamente, sacrificando un poco de exactitud en cuanto a los resultados obtenidos mediante simulaciones. El resultado de las simulaciones es una muy buena aproximación al problema aunque no lo describe exactamente, ya que se deben realizar ciertas suposiciones que simplifican el problema de manera significativa. Tomando en base lo dicho anteriormente, los fenómenos de interés a estudiar en las torres de enfriamiento corresponden a la transferencia de calor y masa; en este sentido, a continuación se hará una breve explicación del problema: Entra agua caliente por la zona del spray la cual es rociada con la finalidad de que sea homogéneamente dispersada sobre la superficie del relleno fílmico (el proceso es llevado a cabo por acción de la gravedad). Siguientemente por acción de la gravedad el agua atraviesa la totalidad del relleno fílmico hasta que es dispensada en la zona de piscina. Paralelo al proceso descrito anteriormente, el aire (a menor temperatura) entra por la parte inferior de la torre y su dirección de flujo es opuesta a la del agua pasando por el relleno fílmico, la zona de spray y el eliminador de rocío. En este punto, es importante aclarar que el relleno fílmico cumple la función de aumentar el área superficial del agua que entra en contacto con el aire, lo cual favorece la interacción térmica entre los dos fluidos y aumenta la razón de transferencia de calor; en otras palabras, el relleno es un potenciador de este proceso y por ende constituye un factor crucial de diseño de las torres de enfriamiento. Por último, el aire es expulsado desde la torre de enfriamiento hacia la atmósfera, mientras el agua es almacenada en la parte inferior de la torre de enfriamiento en una piscina. Finalmente, el agua es recolectada para ser reutilizada en el proceso industrial deseado, y cabe tener en cuenta que debido a la evaporación que ocurre en el proceso anteriormente descrito, es indispensable compensar la pérdida de volumen de agua.
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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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Análisis de la transferencia de calor y masa durante el secado de productos alimenticios utilizando microondas

Análisis de la transferencia de calor y masa durante el secado de productos alimenticios utilizando microondas

Metodología: Se recopiló información relacionada a estudios realizados sobre el secado de microondas de diversos productos alimenticios para posteriormente tener una base sólida de datos científicos y empíricos para realizar el modelado matemático y la simulación pertinente del secado de muestras de papa a través de un horno microondas. Posteriormente se realizó el análisis de los fenómenos de transferencia de calor y masa del sistema identificando las variables de interés y propiedades características, como la humedad, temperatura, difusividad, etc., para su respectiva validación con aquellos datos que figuran en la bibliografía científica disponible. Asimismo, se verificó el predominio de uno de los fenómenos mencionados sobre el otro bajo ciertas condiciones y consideraciones a través de la simulación realizada a través del software Ansys®.
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Problemas Transferencia de Calor

Problemas Transferencia de Calor

PROBLEMAS TRANSFERENCIA DE CALOR Pared plana simple y compuesta 2.1 Se va a construir una pared de 2 cm de espesor con un material que tiene una conductividad térmica media de 1.3 W/m.°C Se va a aislar la pared con un material que tiene una conductividad térmica media de 0.35 W/m.°C de modo que la pérdida de calor por metro cuadrado no superará 1.830 W. Suponiendo que las temperaturas de las superficies interna y externa de la pared aislada son 1.300 y 30 °C. Calcúlese el espesor de aislante necesario.
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RESOLUCIÓN ANALÍTICA DE PROBLEMAS DE TRANSFERENCIA DE CALOR EN PROCESOS INDUSTRIALES

RESOLUCIÓN ANALÍTICA DE PROBLEMAS DE TRANSFERENCIA DE CALOR EN PROCESOS INDUSTRIALES

En este capítulo vamos a describir un modelo de rectificado plano que admite fricción intermitente y aplicación de fluido refrigerante [18]. Partiremos de la ecuación del calor bidimensional con convección con las condiciones de contorno deducidas en la sección 1.5. Utilizaremos ampliamente las propiedades de la transformada de Laplace y Fourier, para llegar a una ecuación integral para la evolución del campo de temperaturas en la pieza. El modelo SV, por tanto, conlleva una notable mejora del modelo clásico de Jaeger [14], pues en este último sólo se obtiene el campo de temperaturas en el estado estacionario para el rectificado seco con fricción continua.
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Problemas Transferencia de Calor Balances Conduccion

Problemas Transferencia de Calor Balances Conduccion

22. La pared de un horno de 0.244 m de espesor se construye con un material que tiene una conductividad térmica de 1.30 W/m * K. La pared estará aislada en el exterior con un material que tiene una k promedio de 0.346 W/m 1 K, de tal manera que las pérdidas de calor en el horno sean iguales o inferiores a 1830 W/m2. La temperatura de la superficie interior es 1588 K y la de la externa es 299 K. Calcule el espesor del aislante necesario.

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Transferencia de calor y masa durante la formación de escarcha en superficies horizontales con flujo paralelo

Transferencia de calor y masa durante la formación de escarcha en superficies horizontales con flujo paralelo

miento de la capa de escarcha en superficies planas con flujo paralelo, as´ı como la variaci´on de las propiedades de la misma (i.e. densidad, porosidad, conductividad t´ermica, difusividad m´asica) mediante un c´odigo CFD escrito en lenguaje Fortran, el cual se pudiera implementar en paquetes CFD m´as robustos como OpenFOAM, con el fin de realizar estudios en geometr´ıas complejas (e.g. banco de tubos). Se realiz´o una b´ usqueda en la literatura de modelos matem´aticos que predijeran este fen´omeno y que se pudiera implementar en un c´odigo CFD utilizando el M´etodo de los Vol´ umenes Finitos (FVM). El modelo matem´atico utilizado se compone por las ecuaciones de la conservaci´on de masa, la conservaci´on de cantidad de movimiento, la conservaci´on de la energ´ıa y la ecuaci´on de transporte de especies, las cuales se resolvieron en un s´olo dominio computacional utilizando diferentes coeficientes para las ecuaciones discretizadas, y diferentes propiedades termof´ısicas dependiendo de si el nodo a resolver correspond´ıa a escarcha o aire. Al hacer esto no se requiri´o especificar una condici´on en la interfaz escarcha-aire. Se utilizaron diferentes estra- tegias para resolver las ecuaciones de gobierno dependiendo de la naturaleza de los nodos, si el nodo pertenec´ıa a escarcha se utiliz´o una t´ecnica llamada Blocked-off, descrita por Patankar [45] en la cual se obliga a que ciertos nodos tengan un valor deseado, en el caso del campo de velocidades se asign´o un valor de cero dentro de la escarcha, mientras que para el campo de humedad espec´ıfica se asign´o el valor de la humedad saturada a la temperatura del nodo, utilizando un polinomio obtenido de una regresi´on polinomial de datos de la literatura [46]. Para el caso de la ecuaci´on de la energ´ıa, en los nodos de escarcha se consider´o un t´ermino fuente debido al cambio de fase.
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Algunas aplicaciones de cálculo fraccionario en problemas de transferencia de momentum y masa con reacción química

Algunas aplicaciones de cálculo fraccionario en problemas de transferencia de momentum y masa con reacción química

En contraste con las derivadas de orden entero, que dependen solamente del comportamiento local de la función, las derivadas de orden fraccionario contienen parcial o totalmente la historia temporal o el comportamiento espacial de la función (esto último en el caso de trabajar con derivada fraccionaria espacial). Por otra parte, el concepto de derivada fraccionaria permite establecer interpolaciones y relaciones entre diferentes familias de ecuaciones diferenciales, así como generalizaciones de las mismas. Por ejemplo, una interpolación entre las ecuaciones clásicas de calor y de ondas.
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El método del elemento finito aplicado en la solución de problemas de transferencia de calor en una dimensión

El método del elemento finito aplicado en la solución de problemas de transferencia de calor en una dimensión

Las soluciones del elemento finito obtenidas usando malla de uno, dos, cuarto y ocho elementos comparada con la solución exacta se puede observar en la tabla 5.1. La convergencia de la[r]

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Transferencia molecular de calor, masa y/o cantidad de movimiento

Transferencia molecular de calor, masa y/o cantidad de movimiento

13. Sup€nga que un term€metro de bulbo seco y otro de bulbo h„medo est•n instalados en una larga conducci€n en la que la temperatura T S de la superficie interior es constante y la velocidad del aire es peque†a. Por consiguiente, hay que corregir las temperaturas del term€metro seco T bs y del term€metro h„medo T bh debido a los efectos de radiaci€n. Para simplificar, sup€ngase tambi…n que los term€metros est•n instalados de tal forma, que se puede despreciar la conducci€n de calor a lo largo de las varillas de vidrio. (a) Aplicar un balance de energƒa por unidad de •rea del bulbo seco con el fin de obtener una ecuaci€n de la temperatura del gas T  , en funci€n de T bs , T S , h bs (coeficiente convectivo para el term€metro de bulbo seco),  bs , y  bs (siendo estos dos „ltimos t…rminos la emisividad y el coeficiente de absorci€n del bulbo seco). (b) Aplicar un balance de energƒa por unidad de •rea del bulbo h„medo con el fin de obtener una expresi€n de la velocidad de evaporaci€n. Asuma estado estable y baja velocidad de evaporaci€n, es decir el factor de correcci€n de Ackerman es aproximadamente la unidad. (c) Calcular y A  para 1 atm de presi€n total y si las lecturas termom…tricas son T bh = 21  C y T bs = 60  C, y los siguientes datos adicionales: v  = 457 cm/seg, T S = 54.5 •C,  bs =  bs =  bh =  bh = 0.93, di•metro del bulbo seco = 0.25 cm, y di•metro del bulbo h„medo incluyendo la muselina o gasa humedecida que lo envuelve = 0.38 cm
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Transferencia de Calor y Masa

Transferencia de Calor y Masa

Medios estacionarios con concentraciones superficiales específicas Si definimos un medio estacionario como uno para el que la velocidad molar o de masa promedio de la mezcla es cero, en cuyo caso N”  A =J*  A o n”  A =j  A  Es decir, el flujo absoluto de la especie A es equivalente al flujo difusivo:

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PROBLEMAS DE TRANSFERENCIA DE CALOR

PROBLEMAS DE TRANSFERENCIA DE CALOR

m,sal = 89,6 ºC; c) q = 1.249 W. 4. (8.24 del Incropera) En las etapas finales de producción se esteriliza un fármaco calentándolo de 25 a 75 ºC a medida que se mueve a 0,2 m/s por un tubo recto de acero inoxidable de pared delgada de 12,7 mm de diámetro. Un flujo de calor uniforme se mantiene mediante un calentador de resistencia eléctrica enrollado alrededor de la superficie externa del tubo. Si el tubo es de 10 m de longitud, ¿cuál es el flujo de calor que se requiere? Si entra fluido al tubo con un perfil de velocidad completamente desarrollado y un perfil uniforme de temperatura, ¿cuál es la temperatura superficial en la salida del tubo y a una distancia de 0,5 m desde la entrada? Las propiedades del fluido se pueden aproximar a: ρ = 1.000 kg/m 3 ; c p = 4.000 J/kg·K; µ = 2·10 -3 kg/s·m; k = 0,48 W/m·K; Pr = 10.
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67.31 Transferencia de Calor y Masa

67.31 Transferencia de Calor y Masa

(6.12) Luego, las potencias emisivas E bi pueden asociarse a potenciales el´ ectricas y la inversa del ´ area afectada por el factor de forma puede asociarse a una resistencia espacial a la radiaci´ on. El planteo nos permite ver con sencillez algunas configuraciones. Consideremos el caso de una pantalla (o escudo) que separa dos placas infinitas (Figura 6.9 ). En estado estacionario la pantalla no puede almacenar energ´ıa y los flujos de calor: ˙ Q 13 = ˙ Q 32 . Como ˙ Q 1 = ˙ Q 13 y ˙ Q 2 = Q 23 , ˙ Q 1 = − ˙ Q 2 . El circuito equivalente de la Figura 6.9 determina:

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Problemas de Transferencia de Calor i

Problemas de Transferencia de Calor i

27 28. El contenido de un recipiente para reacciones químicas está a una temperatura inicial de 290 K cuando se agrega un reactivo, provocando una reacción exotérmica que disipa calor a razón de 4x105 W/m 3 . El volumen y el área exterior del recipiente son de 0.008 m 3 y 0.24 m 2 respectivamente, el coeficiente global de transferencia de calor entre el contenido y el aire a 300 K es de 5 W/m 2 .K. Si los reactivos están bien agitados, calcule la temperatura después de:

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Dinámica de Gases y Transferencia de Calor y Masa

Dinámica de Gases y Transferencia de Calor y Masa

Dedicación: 40h Dedicación: 22h Dedicación: 38h Dedicación: 50h Grupo grande/Teoría: 17h Grupo mediano/Prácticas: 3h Aprendizaje autónomo: 20h Grupo grande/Teoría: 8h Grupo m[r]

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Transferencia de Energía Por Calor, Trabajo y Masa

Transferencia de Energía Por Calor, Trabajo y Masa

• El flujo másico m, es la cantidad de masa que fluye por una sección transversal por unidad de tiempo; y se relaciona con el flujo volumétrico V, definido como el volumen de un fluido que fluye por una sección transversal por unidad de tiempo, mediante

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Cuestionario de transferencia de masa

Cuestionario de transferencia de masa

Figura 2.  B. CONVECCIÓN La convección es el mecanismo de transferencia de calor por movimiento de masa o circulación dentro de la sustancia. Puede ser natural producida solo por las diferencias de densidades de la materia; o forzada, cuando la materia es obligada a moverse de un lugar a otro, por ejemplo el aire con un ventilador o el agua con una bomba. Sólo se produce en líquidos y gases donde los átomos y moléculas son libres de moverse en el medio.

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Ejercicio Transferencia de masa

Ejercicio Transferencia de masa

UNA BOLA DE ACERO DE 5 CM DE DIAMETRO, INICIALMENTE A UNA TEMPERATURA (T) UNIFORME DE 450°c SE COLOCA DE MANERA BRUSCA EN UN MEDIO DETERMINADO EN LA QUE LA TEMPERATURA SE MANTIENE A 100°c. EL COEFICIENTE DE TRANSFERENCIA DE CALOR ES 10 W/m^2°C. CALCULE EL TIEMPO REQUERIDO PARA QUE LA BOLA ALCANCE 150°C. LA BOLA DE ACERO PRESENTA LOS SIGUIENTES VALORES..CP=0.46KJ/KG°C, k=35W/m°C DENSIDAD=7800KG/m^3 DATOS

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Importancia de La Transferencia de Calor

Importancia de La Transferencia de Calor

fabrica ricar r los los mot motore ores s son mucho son mucho más bajas más bajas, , por por est esta a raz razón ón es es nec necesa esario rio refrigerar culata, cilindro y pistón. Todas estas condiciones llevan a que los refrigerar culata, cilindro y pistón. Todas estas condiciones llevan a que los flujos de calor a las paredes de la cámara alcancen valores de hasta 10MW / flujos de calor a las paredes de la cámara alcancen valores de hasta 10MW / m durante el período de combustión. Sin embargo, en otras partes del ciclo, m durante el período de combustión. Sin embargo, en otras partes del ciclo, el flujo de calor llega a ser prácticamente cero. El flujo varía sustancialmente el flujo de calor llega a ser prácticamente cero. El flujo varía sustancialmente con la ubicación; aquellas regiones de la cámara que están en contacto con el con la ubicación; aquellas regiones de la cámara que están en contacto con el movimiento rápido de los gases quemados a elevada temperatura son las que movimiento rápido de los gases quemados a elevada temperatura son las que están sometidas a los flujos más altos. En estas regiones, se deben mantener están sometidas a los flujos más altos. En estas regiones, se deben mantener las temperaturas lo suficientemente bajas para lograr evitarla fatiga térmica las temperaturas lo suficientemente bajas para lograr evitarla fatiga térmica (inferiores a 400C para fundiciones grises y de 300C para aleaciones de (inferiores a 400C para fundiciones grises y de 300C para aleaciones de aluminio). Las paredes del cilindro del lado del gas, deberán mantenerse a aluminio). Las paredes del cilindro del lado del gas, deberán mantenerse a una temperatura inferior a 180C para evitar el deterioro de la película de una temperatura inferior a 180C para evitar el deterioro de la película de aceite de lubricación. La bujía y las válvulas, especialmente la de escape, aceite de lubricación. La bujía y las válvulas, especialmente la de escape, tienen que refrigerarse para evitar problemas de detonación del gas final (end tienen que refrigerarse para evitar problemas de detonación del gas final (end gas) y de pre –
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