Capitulo 2 diseño experimental
Páginas: 8 (1762 palabras)
Publicado: 22 de septiembre de 2014
CAPÍTULO 2
2. Diseño Experimental
2.1. Generalidades del equipo experimental
Objetivo del equipo experimental
En este capitulo, se diseña el equipo para obtener las correlaciones de transferencia de calor promedio, a través de un lecho empacado de productos deshidratados.
Los coeficientes de transferencia de calor se obtienen a través del análisis de tiempo, combinandolos resultados experimentales de un banco de ensayo, con las soluciones numéricas del modelo matemático resultante.
Los modelos matemáticos se generan por un método estadístico, basado en la toma de datos, recogidos directamente del lecho empacado. Usando un esquema híbrido, para los términos convectivos y un esquema totalmente implícito, para la caída de presión.
Las pruebasexperimentales y las simulaciones numéricas, se realizaron para diferentes valores de velocidad superficial del fluido, a la entrada del lecho y para diferentes valores de porosidad del medio; obteniéndose que los números de Nusselt, dependen en gran escala de:
Los números de Reynolds, propiedades de los productos agrícolas, incluyendo la porosidad o fracción de vació, dentro del lecho concordandosatisfactoriamente, con los resultados de investigaciones similares.
Consideraciones para el diseño del equipo experimental
La gráfica muestra un esquema del diseño del equipo
Figura 2.1. ESQUEMA DEL EQUIPO
Cámara de enfriamiento
La cámara de enfriamiento es el componente físico que se utilizará para contener al cúmulo de partículas que conformaran el lecho empacado.
Esta cámara debe seradiabática en sus paredes laterales para evitar perdidas de calor considerables.
Debe tener en el fondo una malla con las perforaciones adecuadas, normalmente deben ser del 75% de la longitud característica de la partícula
En su parte superior estará abierto de tal forma que exista una libre circulación de flujo de aire para este caso de análisis.
Dimensiones del lecho empacado.
Lasdimensiones del lecho empacado se adaptan de acuerdo a la cámara de enfriamiento, por lo tanto el área de la sección transversal, para el caso de una sola cámara, será constante y la altura del lecho podemos variarla aumentando la cantidad de producto dentro de la misma y el limitante es la altura de la cámara.
En el caso especifico de esta tesis se decide utilizar dimensiones prácticas y manejablescon un volumen que facilite el llenado y luego el vaciado de la cámara con el producto en estudio.
Las dimensiones de la cámara son:
Largo = 160 mm.
Ancho= 160 mm.
Alto = 200 mm.
Cantidad de producto que conforma el lecho empacado
La cantidad del producto deberá estar de acuerdo al volumen que entra en la cámara. El volumen de producto que llena la cámara en cuestión es de:
V=0.16*0.16*0.2V=0,00512 m3
La cantidad de masa que llena la cámara es directamente proporcional a la densidad al granel.
Consideraciones para el diseño del equipo experimental
El equipo consta de un contenedor en forma de cubo, abierto sus extremos, y con sus paredes adiabáticas.
El equipo se ha montado verticalmente, para facilitar el análisis, de las partículas dentro del contenedor del lechoempacado.
Figura 2.2. y 2.3. ESQUEMA DE LA POCISION DEL LECHO EMPACADO
Los empaques evitan el incremento de la caída de presión, en el sistema y en consecuencia, cambios en la dirección de la velocidad del fluido por el efecto de las fugas.
Las mallas deben tener suficientes perforaciones de tamaño regular para evitar la caída de presión y la caída de laspartículas a través de la malla.
La presión óptima de operación dependerá de las características químicas y físicas del lecho empacado.
La temperatura máxima del lecho deberá ser 100°C, para evitar que el producto se queme, y convierta en un simple carbón, perdiendo su aroma y nutrientes alimenticios.
El flujo del aire, será unidireccional.
Se ha utilizado termocuplas, para monitorear...
CAPÍTULO 2
2. Diseño Experimental
2.1. Generalidades del equipo experimental
Objetivo del equipo experimental
En este capitulo, se diseña el equipo para obtener las correlaciones de transferencia de calor promedio, a través de un lecho empacado de productos deshidratados.
Los coeficientes de transferencia de calor se obtienen a través del análisis de tiempo, combinandolos resultados experimentales de un banco de ensayo, con las soluciones numéricas del modelo matemático resultante.
Los modelos matemáticos se generan por un método estadístico, basado en la toma de datos, recogidos directamente del lecho empacado. Usando un esquema híbrido, para los términos convectivos y un esquema totalmente implícito, para la caída de presión.
Las pruebasexperimentales y las simulaciones numéricas, se realizaron para diferentes valores de velocidad superficial del fluido, a la entrada del lecho y para diferentes valores de porosidad del medio; obteniéndose que los números de Nusselt, dependen en gran escala de:
Los números de Reynolds, propiedades de los productos agrícolas, incluyendo la porosidad o fracción de vació, dentro del lecho concordandosatisfactoriamente, con los resultados de investigaciones similares.
Consideraciones para el diseño del equipo experimental
La gráfica muestra un esquema del diseño del equipo
Figura 2.1. ESQUEMA DEL EQUIPO
Cámara de enfriamiento
La cámara de enfriamiento es el componente físico que se utilizará para contener al cúmulo de partículas que conformaran el lecho empacado.
Esta cámara debe seradiabática en sus paredes laterales para evitar perdidas de calor considerables.
Debe tener en el fondo una malla con las perforaciones adecuadas, normalmente deben ser del 75% de la longitud característica de la partícula
En su parte superior estará abierto de tal forma que exista una libre circulación de flujo de aire para este caso de análisis.
Dimensiones del lecho empacado.
Lasdimensiones del lecho empacado se adaptan de acuerdo a la cámara de enfriamiento, por lo tanto el área de la sección transversal, para el caso de una sola cámara, será constante y la altura del lecho podemos variarla aumentando la cantidad de producto dentro de la misma y el limitante es la altura de la cámara.
En el caso especifico de esta tesis se decide utilizar dimensiones prácticas y manejablescon un volumen que facilite el llenado y luego el vaciado de la cámara con el producto en estudio.
Las dimensiones de la cámara son:
Largo = 160 mm.
Ancho= 160 mm.
Alto = 200 mm.
Cantidad de producto que conforma el lecho empacado
La cantidad del producto deberá estar de acuerdo al volumen que entra en la cámara. El volumen de producto que llena la cámara en cuestión es de:
V=0.16*0.16*0.2V=0,00512 m3
La cantidad de masa que llena la cámara es directamente proporcional a la densidad al granel.
Consideraciones para el diseño del equipo experimental
El equipo consta de un contenedor en forma de cubo, abierto sus extremos, y con sus paredes adiabáticas.
El equipo se ha montado verticalmente, para facilitar el análisis, de las partículas dentro del contenedor del lechoempacado.
Figura 2.2. y 2.3. ESQUEMA DE LA POCISION DEL LECHO EMPACADO
Los empaques evitan el incremento de la caída de presión, en el sistema y en consecuencia, cambios en la dirección de la velocidad del fluido por el efecto de las fugas.
Las mallas deben tener suficientes perforaciones de tamaño regular para evitar la caída de presión y la caída de laspartículas a través de la malla.
La presión óptima de operación dependerá de las características químicas y físicas del lecho empacado.
La temperatura máxima del lecho deberá ser 100°C, para evitar que el producto se queme, y convierta en un simple carbón, perdiendo su aroma y nutrientes alimenticios.
El flujo del aire, será unidireccional.
Se ha utilizado termocuplas, para monitorear...
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