Tesis Numero De Nusselt En Mango
Páginas: 122 (30440 palabras)
Publicado: 21 de julio de 2011
UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE SINALOA
FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICO BIOLÓGICAS
LICENCIATURA EN INGENIERÍA QUÍMICA
Número de Nusselt en un Tratamiento Hidrotérmico para Mango (Mangifera indica L.)
TESIS
Que presenta:
Raúl Javier López López
Para obtener el grado de Licenciado en Ingeniería Química
Directores Dr. José Humberto Jacobo Escobar Dr. José de Jesús Caro Corrales
Culiacán,Sinaloa, México, septiembre de 2009
Este trabajo se desarrolló en los laboratorios de la Maestría en Ciencia y Tecnología de Alimentos de la Facultad de Ciencias Químico Biológicas de la Universidad Autónoma de Sinaloa, bajo la dirección del Dr. José Humberto Jacobo Escobar y el Dr. José de Jesús Caro Corrales.
ii
Dedicatoria
En especial, a Dios y a mi padre en quienes pongo ypondré siempre toda mi fe y esperanza.
A mis padres, Luis y Amalia, por darme su fortaleza y apoyo incondicional y por estar siempre en los buenos y malos momentos.
A mis hermanos, Cinthia Yamileth, Diana Guadalupe y Luis Enrique por su comprensión y apoyo.
A mi esposa Sonia, por su paciencia y amor.
iii
Agradecimientos
A la Universidad Autónoma de Sinaloa, mi Alma Mater, por darme laoportunidad de estudiar y crecer en todos los aspectos.
A mis directores de tesis el Dr. José Humberto Jacobo Escobar y el Dr. José de Jesús Caro Corrales por compartir sus conocimientos y brindarme todo su apoyo y comprensión.
A la Dra. Lorena Elizabeth Caro Corrales por haber estado al tanto de todos los problemas que se iban presentando durante la realización de este trabajo.
A todoslos maestros que durante mis estudios profesionales estuvieron en la mejor disposición de enseñarme de la mejor manera y con la mayor paciencia para que creciera como persona y alumno.
A mi compañero y amigo José Rey Niebla Rubio por su amistad y ayuda en todo momento, pero sobre todo, por la experiencia dura que la vida nos dio, como lo fue la pérdida de un ser querido.
A mis compañeros degeneración, Huascar Peña, Rey Niebla, Juan Trias, Felipe Campaña, Cristóbal Guzmán, Víctor Román, Santiago Gámez, Moisés Salazar, Mara Beltrán, Roxana Aispuro, Laura Barrantes, Rogerio Quijano, Manuel Morales, Miguel Ángel Vega, Sergio Beltrán por brindarme su amistad, apoyo y comprensión.
iv
ÍNDICE
ÍNDICE DE FIGURAS ÍNDICE DE CUADROS I. RESUMEN II. INTRODUCCIÓN III. FUDAMENTACIÓN TEÓRICAA. MECANISMOS DE TRANSFERENCIA DE CALOR
vii x 1 3 6 6 6 8 9 10 11 11 12 13 14 15 16 20 20 37 37 37 38 38 40 40 40 40
1. Conducción 2. Convección 3. Radiación 4. Mecanismos combinados de transferencia de calor
B. NÚMEROS ADIMENSIONALES USADOS EN TRANSFERENCIA DE CALOR
1. Número de Biot 2. Número de Nusselt 3. Número de Prandtl 4. Número de Fourier 5. Número de Reynolds
C. MODELO DETRANSFERENCIA DE CALOR CON RESISTENCIA INTERNA DESPRECIABLE (Parámetros Concentrados) D. MODELO DE TRANSFERENCIA DE CALOR CON RESISTENCIAS INTERNA Y EXTERNA SIGNIFICATIVAS
1. Conducción de calor en una esfera IV. OBJETIVOS
A. OBJETIVO GENERAL B. OBJETIVOS ESPECÍFICOS
V.
MATERIALES Y MÉTODOS
A. MATERIALES B. MÉTODOS
1. Propiedades termofísicas ( , k , C p ) para el aluminio 2.Propiedades termofísicas ( , k , C p ) para el mango, variedad Kent 3. Método de los Parámetros Concentrados v
4. Solución analítica con aproximación esférica 5. Solución con elemento finito 6. Correlación para el número de Nusselt 7. Simulación de la transferencia de calor durante el calentamiento de mango 8. Diseño de experimentos VI. RESULTADOS Y DISCUSIÓN A. MÉTODO DE LOS PARÁMETROSCONCENTRADOS a. Cuerpo A b. Cuerpo B c. Cuerpo C
B. SOLUCIÓN ANALÍTICA CON APROXIMACIÓN ESFÉRICA
43 43 46 46 49 50 50 50 53 56 59 59 59 63 67 67 67 67 75 80 84 87 89 91
a. Cuerpo A b. Cuerpo B c. Cuerpo C
C. ANÁLISIS CON ELEMENTO FINITO
a. Cuerpo A b. Cuerpo B c. Cuerpo C
D. COMPARACIÓN DE LOS COEFICIENTES CONVECTIVOS E. CORRELACIONES OBTENIDAS DEL NÚMERO DE NUSSELT PARA LOS TRES MÉTODOS...
FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICO BIOLÓGICAS
LICENCIATURA EN INGENIERÍA QUÍMICA
Número de Nusselt en un Tratamiento Hidrotérmico para Mango (Mangifera indica L.)
TESIS
Que presenta:
Raúl Javier López López
Para obtener el grado de Licenciado en Ingeniería Química
Directores Dr. José Humberto Jacobo Escobar Dr. José de Jesús Caro Corrales
Culiacán,Sinaloa, México, septiembre de 2009
Este trabajo se desarrolló en los laboratorios de la Maestría en Ciencia y Tecnología de Alimentos de la Facultad de Ciencias Químico Biológicas de la Universidad Autónoma de Sinaloa, bajo la dirección del Dr. José Humberto Jacobo Escobar y el Dr. José de Jesús Caro Corrales.
ii
Dedicatoria
En especial, a Dios y a mi padre en quienes pongo ypondré siempre toda mi fe y esperanza.
A mis padres, Luis y Amalia, por darme su fortaleza y apoyo incondicional y por estar siempre en los buenos y malos momentos.
A mis hermanos, Cinthia Yamileth, Diana Guadalupe y Luis Enrique por su comprensión y apoyo.
A mi esposa Sonia, por su paciencia y amor.
iii
Agradecimientos
A la Universidad Autónoma de Sinaloa, mi Alma Mater, por darme laoportunidad de estudiar y crecer en todos los aspectos.
A mis directores de tesis el Dr. José Humberto Jacobo Escobar y el Dr. José de Jesús Caro Corrales por compartir sus conocimientos y brindarme todo su apoyo y comprensión.
A la Dra. Lorena Elizabeth Caro Corrales por haber estado al tanto de todos los problemas que se iban presentando durante la realización de este trabajo.
A todoslos maestros que durante mis estudios profesionales estuvieron en la mejor disposición de enseñarme de la mejor manera y con la mayor paciencia para que creciera como persona y alumno.
A mi compañero y amigo José Rey Niebla Rubio por su amistad y ayuda en todo momento, pero sobre todo, por la experiencia dura que la vida nos dio, como lo fue la pérdida de un ser querido.
A mis compañeros degeneración, Huascar Peña, Rey Niebla, Juan Trias, Felipe Campaña, Cristóbal Guzmán, Víctor Román, Santiago Gámez, Moisés Salazar, Mara Beltrán, Roxana Aispuro, Laura Barrantes, Rogerio Quijano, Manuel Morales, Miguel Ángel Vega, Sergio Beltrán por brindarme su amistad, apoyo y comprensión.
iv
ÍNDICE
ÍNDICE DE FIGURAS ÍNDICE DE CUADROS I. RESUMEN II. INTRODUCCIÓN III. FUDAMENTACIÓN TEÓRICAA. MECANISMOS DE TRANSFERENCIA DE CALOR
vii x 1 3 6 6 6 8 9 10 11 11 12 13 14 15 16 20 20 37 37 37 38 38 40 40 40 40
1. Conducción 2. Convección 3. Radiación 4. Mecanismos combinados de transferencia de calor
B. NÚMEROS ADIMENSIONALES USADOS EN TRANSFERENCIA DE CALOR
1. Número de Biot 2. Número de Nusselt 3. Número de Prandtl 4. Número de Fourier 5. Número de Reynolds
C. MODELO DETRANSFERENCIA DE CALOR CON RESISTENCIA INTERNA DESPRECIABLE (Parámetros Concentrados) D. MODELO DE TRANSFERENCIA DE CALOR CON RESISTENCIAS INTERNA Y EXTERNA SIGNIFICATIVAS
1. Conducción de calor en una esfera IV. OBJETIVOS
A. OBJETIVO GENERAL B. OBJETIVOS ESPECÍFICOS
V.
MATERIALES Y MÉTODOS
A. MATERIALES B. MÉTODOS
1. Propiedades termofísicas ( , k , C p ) para el aluminio 2.Propiedades termofísicas ( , k , C p ) para el mango, variedad Kent 3. Método de los Parámetros Concentrados v
4. Solución analítica con aproximación esférica 5. Solución con elemento finito 6. Correlación para el número de Nusselt 7. Simulación de la transferencia de calor durante el calentamiento de mango 8. Diseño de experimentos VI. RESULTADOS Y DISCUSIÓN A. MÉTODO DE LOS PARÁMETROSCONCENTRADOS a. Cuerpo A b. Cuerpo B c. Cuerpo C
B. SOLUCIÓN ANALÍTICA CON APROXIMACIÓN ESFÉRICA
43 43 46 46 49 50 50 50 53 56 59 59 59 63 67 67 67 67 75 80 84 87 89 91
a. Cuerpo A b. Cuerpo B c. Cuerpo C
C. ANÁLISIS CON ELEMENTO FINITO
a. Cuerpo A b. Cuerpo B c. Cuerpo C
D. COMPARACIÓN DE LOS COEFICIENTES CONVECTIVOS E. CORRELACIONES OBTENIDAS DEL NÚMERO DE NUSSELT PARA LOS TRES MÉTODOS...
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