Conveccion Natural Y Forzada

CONVECCION FORZADA Y NATURAL DEL TOMATE

Luz Arrieta, Jesús Borja, Juan Gómez, Obed Navarro y Lucia Ramírez

Ingeniería Agroindustrial

Universidad de Sucre,

INTRODUCCIÓN

Si bien existe una diferencia de temperatura en el interior de un líquido o un gas, pero es casi seguro que se un movimiento en el fluido. El movimiento transfiere calor de una parte del fluido a otro por un proceso llamado convección. Este no es más que el proceso en el cual la transmisión de calor está asociada al movimiento de materia. Esta se caracteriza por el movimiento de un fluido, mediante el cual se transporta calor asociado a un transporte de masa. Por tanto se habla de una convección cuando al menos uno de los cuerpos involucrados en el intercambio calórico es un fluido. (Yarke, 2005)

En resume, el intercambio de calor por convección se produce cuando un fluido a cierta temperatura barre una superficie con distinta temperatura, arrastrando una determinada cantidad de energía. Partiendo de la ley de enfriamiento de Newton es posible escribir este flujo de calor como:

q_c= h_c.A.∆T

Donde ∆T es la diferencia de temperaturas entre el fluido y la superficie, y A es el área de contacto entre el fluido y la superficie, h_c es el coeficiente convectivo, este último no es una constante física sino un parámetro del fluido que depende de la velocidad del fluido y en una menor proporción de la viscosidad, densidad y calor especifico del mismo.

Tabla 1. Valores típicos del coeficiente convectivo (Tomada de Incropera and DeWitt)

Las fuerzas utilizadas para crear las corrientes de convección en fluidos son de dos tipos: convección natural y forzada. Si las corrientes resultan de las fuerzas de flotación generadas por diferencias de densidad, y estas diferencias son a su vez debida a gradientes de temperaturas existentes en la masa del fluido, la acción se denomina convección natural. El flujo de aire a través de un radiador caliente es un ejemplo de la convección natural. Si las corrientes se ponen en movimiento mediante un dispositivo mecanico como una bomba o un agitador, el flujo es independiente de los gradientes de densidad y recibe el nombre de convección forzada. El flujo de calor hacia un fluido que se bombea a través de una tubería caliente constituye un ejemplo de convección forzada. Ambos tipos de fuerzas pueden actuar simultáneamente sobre el mismo fluido, dando lugar a la superposición de convección natural y forzada. (Smith, 2003)

A continuación presentaremos en el siguiente informe como ocurre el fenómeno de convección natural y forzada, detallado las diferencias de estos mecanismos y determinado el coeficiente de convección para el sistema estudiado.

MARCO TEORICO

La convección se definió como el proceso para transferir calor mediante un movimiento real de masas de un medio material.

Se llama corriente de convección a una corriente de líquido o de un gas que absorbe energía térmica en un lugar y luego se mueve a otro sitio, donde libera el calor a la porción más fría del fluido. (Tippens, 1981)

MECANISMOS DE TRANSFERENCIA DE CALOR

Si el movimiento de un fluido se origina por una diferencia de densidad que acompaña a un cambio en la temperatura, la corriente producida de esta manera se llama convección natural. Cuando un fluido es obligado a moverse por la acción producida de esta manera se llama convección forzada.

H=Q/τ=hA∆T

Donde h es la constante de proporcionalidad y se llama coeficiente de convección.

A diferencia de la conductividad térmica, el coeficiente de convección no es una propiedad del solido o del fluido sino depende de muchos parámetros del sistema. Se sabe que varía con la geometría del sólido y del acabado de su superficie, la velocidad del fluido, la densidad del mismo y la conductividad térmica. Las diferencias en temperatura y presión del fluido también afectan el valor de h.

PROCEDIMIENTO

RESULTADOS

Temperatura natural: 34°C

Temperatura forzada: 34°C

Temperatura de refrigeración optima del tomate: 7°C

...