TRANSFERENCIA DE CALOR

Fase 2:

Desarrollo problemas Ley de Fourier.

Curso:

 Transferencia de calor

Código:

211611

Estudiante:

 Yhoan Mauricio Rodriguez Ramos

Código:

1022981099

Resultado de aprendizaje:

Comprender los principios básicos de transferencia de calor, a través de la interpretación de conceptos de calor, termodinámica y propiedades térmicas con el fin de construir una base conceptual.

Universidad Nacional Abierta y a Distancia

Vicerrectoría Académica y de Investigación

Bogotá, septiembre 2021

Desarrollo de actividad:

1. Mapa conceptual, Ley de Fourier:

[pic 1]

Imagen 1. Mapa conceptual, Ley de Fourier. Link: https://lucid.app/publicSegments/view/6a8f2d30-0967-4de6-8e0f-a54f1c21df95/image.pdf 

1. Conversión de unidades:

2.1 Definiciones:

• Viscosidad: “Esta propiedad es característica de los fluidos, representada por un coeficiente que representa la resistencia, Matemáticamente se representa Pa.s” (Domingo,2011)

Sistema internacional

[pic 2]

[pic 3]

Sistema ingles

[pic 4]

[pic 5]

• Calor específico: “se refiere a la cantidad de calor por unidad de kilogramo, que necesitara un cuerpo para que su temperatura se eleve un grado centígrado” (Fernandez JL)

[pic 6]

Convertir a unidades inglesas= BTU/lbF

[pic 7]

• Conductividad térmica: propiedad de los materiales que mide la capacidad de conducción del calor (Fernandez JL)

  Conductividad de la Pera

Sistema ingles

[pic 8]

Sistema internacional

[pic 9]

• Densidad aparente: o volumétrica de material particulado (solidos) que presentan divisiones (tierra) y está dada por su relación entre el volumen y peso seco. (Fernandez JL)

Densidad aparente de la papa

Sistema internacional

[pic 10]

Sistema Ingles

[pic 11]

• Coeficiente de transferencia de calor: se presenta como la relación entre las unidades de calor en movimiento, el tiempo, y el área frente a la diferencia de temperatura de dos fluidos Kcal/h m2°C (Fernandez JL)

Plancha de calentamiento

[pic 12]

Expresar en  y luego en [pic 13][pic 14]

[pic 15]

[pic 16]

1. Problemas de aplicación de la Ley de Fourier y su aplicación en la industria de alimentos.

• En una industria elaboración de conservas, se tiene dos depósitos de calor con las siguientes temperaturas: deposito 1 de 426 °C y deposito 2 de 265 °C, se ponen en contacto mediante una barra de hierro de 300 cm de longitud y 34cm2 de sección transversal.

La conductividad térmica del hierro a 25ºC es 0.804 J/Kcm s.

Representación esquemática:

[pic 17]

Calcular el flujo de calor entre los depósitos cuando el sistema alcanza su estado estacionario:

[pic 18]

[pic 19]

[pic 20]

[pic 21]

Despejamos

[pic 22]

Usamos la ley de Fourier:

[pic 23]

[pic 24]

[pic 25]

[pic 26]

• Un tubo horizontal que conduce vapor para el proceso de pasteurización de la leche, tiene 5 m de altura y 8,5 cm de diámetro exterior y su superficie exterior tiene una temperatura de 85 ºC. El aire que lo rodea el tubo se encuentra a presión atmosférica y a temperatura de 15 ºC.

Esquema que representa el ejercicio.

[pic 27]

Calcular:

Cuánto calor es cedido al aire por convección natural en una hora hc aire 8,33x10-6 cal / seg.cm2 ºC

[pic 28]

Antes, hallamos el valor del área superficial

...