Fase3 Transferencia De Calor.docx

TRANSFERENCIA DE CALOR FASE 3

ELKIN NIETO VERGARA COD: 94319989

GRUPO: 211611_10

TUTOR: DIANA EDITH MOLINA

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA (UNAD) PALMIRA VALLE SEPTIEMBRE - 2018

Cada estudiante deberá resolver los siguientes ejercicios y compartir sus procedimientos y respuestas en el foro colaborativo:

1. Realizar un mentefacto para las Operaciones unitarias Industria Alimenticia Modifica Propiedades De Materias Primas

Operaciones Unitarias

I Genera Productos Que Satisfacen Necesidades

Proceso Unitario

Clasificación

I

Naturaleza De Transformación

Propiedad Transferida

 Físicas  Químicas  Bioquímicas

 Materia  Calor  Cantidad De Movimiento

2. De acuerdo las lecturas realizadas, definir con sus palabras la Ley de Fourier de la transferencia de calor, ¿cuál es la fuerza impulsora de esta operación? Ley de Fourier Esta ley nos permite cuantificar el flujo de Calor conducido, a partir del conocimiento de la distribución de la temperatura en el medio, es decir que entre dos cuerpos es directamente proporcional a diferencia de su temperatura. También se puede decir que es el flujo de calor que encuentran en todas las dimensiones La fuerza impulsora para la transferencia de calor es la diferencia de temperatura. Como contraste, la fuerza impulsora para la transferencia de masa es la diferencia de concentración Cuando ocurre una transferencia interactúan dos factores uno a favor de la transferencia denominada fuerza impulsora oponiéndose la resistencia; por medio de la siguiente ecuación

𝑇𝑟𝑎𝑛𝑠𝑓𝑒𝑟𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 ∝=

𝐹𝑢𝑒𝑟𝑧𝑎 𝑖𝑚𝑝𝑢𝑙𝑠𝑜𝑟𝑎 𝑅𝑒𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎

𝑞=

𝐾. 𝐴. ∆𝑇 𝑥

q= flujo de calor A= el área normal o perpendicular al flujo ΔT = gradiente o diferencia de temperatura x= gradiente de distancia o recorrido. K= constante de proporcionalidad K, conductividad térmica. La fuerza impulsora de esta operación es la temperatura.

3. Realizar la conversión de unidades para los siguientes casos:

a. 3500BTU/h a J/s b. 900J/kg°C a cal/g°C c. 0.4 BTU/hr·ft·ºF a J/ s m °F d. 0.128 BTU/hr·ft·K a W /m K

Solucion: a. 1BTU/h = 0,2930710702 J7s por lo que: 3.500 BTU/h equivalen a = 1.025,748J/s J/s =1.025,75 J/s b. 900J/kg°C a cal/g°C 1 J/Kg°C = 0,00023884589663 cal/g°C 900 J/Kg°C = 900 X 0.00023884589663 = 0.2149 900 J/Kg°C ≈ 0,215 cal/g°C

c. 0.4 BTU/hr·ft·ºF a J/s.m.°F La unidad de J/s.m viene dada siempre asociada a °K, por lo que la conversión sería:

0.4 BTU/hr·ft·ºF a J/ s m °K (ó lo que es lo mismo W/m.°K) 1 BTU/h.ft.°F = 1,7295772056 W/m.°K 0,4 BTU/h.ft.°F = 0,4 X 1,7295772056 = 0.6918 0,4 BTU/h.ft.°F ≈ 0,692 W/m.°K

d. 0.128 BTU/hr·ft·K a W /m K 0,128 BTU/h.ft.°F a W/ m°K 1 BTU/h.ft.°F = 1,7295772056 W/m.°K 0,128 BTU/h.ft.°F = 0,128 x 1.7295772056 = 0,22138 0,128 BTU/h.ft.°F ≈ 0,2214 W/m.°K

4. En una habitación, se enciende un calentador eléctrico de 1 kW y se mantiene así durante 50 minutos. Calcular la cantidad de energía transmitida por el calentador a la habitación. Solución: Se sabe que potencia es igual a trabajo (o energía) por unidad de tiempo. E = P t = 1 kW . 50 min . 1 h / 60 min = 0,833 kWh R/: la cantidad de energía transmitida por el calentador a la habitación es de: 0,833 kWh

5. Se va a construir un horno de ladrillos utilizando ladrillos de construcción de 8 pulgadas de grosor que poseen una conductividad de 0.4 BTU/hr·ft·ºF. La superficie interna del horno está a 1800ºF mientras que la superficie externa está a 90ºF. Halle la pérdida de calor por unidad de área Solución:

𝑄=

𝑇°𝑀 − 𝑇°𝑚 𝐴. 𝐾 𝐿

(1800°𝐹 − 90°𝐹)0.4 𝑄/𝐴 =

𝐵𝑇𝑈 ℎ𝑟 𝑓𝑡 °𝐹

0.6667𝑓𝑡 (1800°𝐹 − 90°𝐹)0.4

𝑄/𝐴 =

𝐵𝑇𝑈 ℎ𝑟 𝑓𝑡 °𝐹

1 0.6667𝑓𝑡 1 𝑄/𝐴 =

684°𝐹 𝐵𝑇𝑈 0.6667 𝑓𝑡 ℎ𝑟 °𝐹

𝑄/𝐴 = 1025.9

𝐵𝑇𝑈 𝑓𝑡 ℎ𝑟 °𝐹

BIBLIOGRAFÍA

Barrios Esteban. (2003). Termodinámica: Conducción-Ley de Fourier. Buenos Aires, Argentina. Fonseca, V. (2015). Modulo Transferencia de Calor. Universidad Nacional Abierta y A Distancia. Recuperado de: http://hdl.handle.net/10596/10119 Ibarz, A., y Barbosa-Cánovas, G. V. (2005). Operaciones unitarias en la ingeniería de alimentos. Madrid, ES: Mundi-Prensa. Recuperado de: http://bibliotecavirtual.unad.edu.co:2460