Semana 03

11-13 Feb

TEMAS NUEVOS

COMBINACIÓN DE RESISTENCIAS EN LA TRANSFERENCIA DE CALOR

La pérdida de calor de una habitación cálida a través de una pared hacia el frío exterior implica tres pasos para distintas temperaturas de la transferencia: (i) convección en la superficie interior de la pared (ii) conducción a través de la pared(iii) convección en el exterior de la pared

Existen muchos procesos que implican una serie de pasos de transferencia de calor, a veces en una serie, a veces en paralelo o, a veces, involucrando ambos casos.

Para encontrar el efecto general de varios pasos de transferencia se recurre a la analogía con la teoría eléctrica.

Ejemplo: La conducción que se da a través de una pared seguida de convección y radiación.

ECUACIÓN DE DARCY-WEISBACH

La ecuación de Darcy-Weisbach es una ecuación ampliamente usada en hidráulica. Permite el calculo de la perdida de carga debida a la fricción dentro de una tubería.

Significado de las variables:

hf- perdida de carga debida a la fricción

f - Factor de fricción de Darcy

L - Longitud de la tubería

D - Diámetro de la tubería

v - Velocidad media del fluido

g - Aceleración media de la gravedad

JACKETED WALLS

La transferencia de calor por vaso agitado (Agitated vessel heat transfer) se usa comúnmente en la fabricación por lotes, donde frecuentemente es necesario calcular el tiempo para calentar o enfriar un lote o la capacidad de enfriamiento requerida para mantener una reacción exotérmica o endotérmica a temperatura constante.

LECHO FLUIDIZADO

"Éste es el nombre de un método que, como se describirá más adelante, parte de la importancia y necesidad de realizar el Secado de un material en la industria farmacéutica.

Por ejemplo, algunos polvos necesitan perder humedad antes de ser compactados, asunto que es de importancia en la Industria antes mencionada." [1]

La clasificación de secadores de acuerdo al tipo de transferencia de calor se muestra en la siguiente figura:

Equipos de secado ↘

Transferencia de calor por convección ↘ Lecho fluidizado

El fenómeno de fluidificación permite el mayor intercambio térmico posible, ya que el producto a tratar flota en una corriente de aire.

ECUACIÓN DE CONSERVACIÓN GENERALIZADA

La ecuación de Fourier es una deducción de la ecuación de conservación de energía se tiene que ϕ=h (Entalpia).

De la ecuación generalizada de derivan 3 ecuaciones que son el objeto de la Mecánica de Fluidos.

La ecuación de la energía para un sólido es llamada la Ecuación de Fourier, que se deriva de la ecuación de la energía generalizada

Dando como resultado la:

ECUACIÓN GENERAL DE CONDUCCIÓN EN 2D

Una segunda consideración es que el flujo se conduzca en estado permanente, lo que implica:

• Que no exista generación de calor
• Existencia de flujo unidireccional (o función de 1 variable espacial)

Partiendo de la Ecuación de Fourier:

Dando como resultado la:

ECUACIÓN GENERAL DE CONDUCCIÓN EN 3D

REFERENCIAS utilizadas para complementar los TEMAS NUEVOS:

[1] MORA FLORES, KARINA, MARTINEZ JAIMES J. JHONATAN. Tesis “ELABORACIÓN DE UN GUIÓN Y UN VIDEO DE UN ESTUDIO DE LA OPERACIÓN UNITARIA DE SECADO EN POLVOS.” (2013). UNAM, FES Zaragoza.

[2] Levenspiel, Octave. "Engineering flow and heat exchange". (2014) NNew York. 3a Ed.