Question

Calcular el coeficiente de transmisión de calor superficial de un puré de legumbres que esta fluyendo a 3 m/min sobre una superficie plana de 0.9 m de longitud y 0.6 m de ancho, si se está condesando vapor de agua en la otra cara de la lámina de forma que la superficie que está en contacto con el puré está a 104°C.

Suponer que las propiedades del puré de legumbres son: densidad 1,040 kg/m3, calor especifico 3, 980 J/kg °C, viscosidad 0.002 Ns/m2, conductividad 0.52 J/m.s.°C.

Answer 1

El coeficiente de trasmisión de calor es Q = 16.4W

Explicación paso a paso:

Datos:

• Fluido:

Tx = 50°C (Supondremos una temperatura con la que desplaza el flujo)

a Tp:

d = 1.040 kg/m3

Cp = 3.980 J/kg°C

vd = 0.002Ns/m2

k = 0.52 W/m°C

V = 3m/min * 1min/60s = 0.05m/s

• placa:

a = 0.6m

l = 0.9m

Ts = 104°C

Tp = (50°C +104°C)/2

Tp = 77°C

Inicialmente calculamos el Numero de Reynolds:

Re = VL/v

Donde:

v = vd / d

v = 0.002Ns/m2 / 1.040 kg/m3 = 1.923*10^-3 m2/s

Re = 0.05m/s * 0.6m / 1.923*10^-3 m2/s = 15.60

Re = 0.05m/s * 0.9m / 1.923*10^-3 m2/s = 23.40

Re < 5 *10^5 Regimen laminar

para esta condición la correlación del numero de Nusselt usada sera:

Nu = 0.664 Re^0.5 Pr^1/3

Calculamos el Numero de Prandlt:

Pr = vd Cp /k

Pr = 0.002Ns/m2 *3.980 J/kg°C / 0.52 W/m°C

Pr = 0.0153

Sustituyendo los valores en la ecuación tenemos que:

Nu = 0.6510

Nu = 0.7973

Con este valor despejamos la entalpia

Nu = hl/k

h = 0.6510 * 0.52 W/m°C / 0.6m = 0.5642 W/m2°C

h = 0.7973 * 0.52 W/m°C / 0.9m = 0.4606 W/m2°C

Calculando el calor:

Q = h AS ( Ts - Tf)

Q = 0.5642 W/m2°C * (0.9m*0.6m) ( 104°C -50°C)

Q = 16.4W