Conduccion de carnes en regimen transitorio

Universidad De Santiago De Chile
Facultad de Ingeniería
Departamento de Ingeniería Mecánica
Ingeniería Civil Mecánica.

Proyecto Nº 1

Estudio de difusión de calor en proceso de régimen transitorio, en distintas geometrías, para carnes dentro de una cámara de frío.

Nombre: Cristián Lemus H.
Profesor: NelsonMoraga B.
Asignatura: Transferencia de Calor.
Fecha: 23/09/2010.

Índice.

Resumen. 3
Introducción. 4
Objetivo principal. 4
Objetivo Secundarios. 4
Desarrollo. 5
1.- Sistemas de Refrigeración. 5
2.- Aspectos físicos de la congelación. 6
3.- Proceso de congelación. 9
4.- Métodos matemáticos a utilizar. 11Sistemas concentrados. 11
Solución exacta 1D, mediante 1 término de la serie. 12
Método de conducción de calor en régimen transitorio, en sólidos semiinfinitos. 13
Método de diferencias finitas (MDF). 15
Método de Elementos finitos (MEF). 16
Método de los volúmenes finitos (MVF). 16
Cálculos para el trabajo. 17
Espesor de aislamiento. 17
Cálculo de lastemperaturas en las paredes, por el método de las resistencias. 18
Análisis de geometría placa plana. 19
Método 1: Parámetros concentrados. 19
Método 2: Conducción de calor en régimen transitorio en sólidos semiinfinitos. 20
Método 3: Solución exacta 1D, con constantes obtenidas del Cengel. 20
Método 4: Diferencias finitas 21
Método explícito. 21
Método implícito. 22
Método 5:volúmenes finitos con propiedades constantes. 22
Método 6: Analisis Comsol. 24
Comparaciones: 25
Análisis de geometría cilíndrica. 26
Método 1: Parámetros concentrados. 26
Método 2: Solución exacta 1D, con constantes obtenidas del Cengel. 27
Método 3: Conducción de calor en régimen transitorio en sólidos semiinfinitos. 28
Método 4: mediante volúmenes finitos, propiedades constantes.28
Método 5 : Analisis Comsol 29
Comparaciones: 31
Análisis de geometría esférica. 32
Método 1: Parámetros concentrados. 32
Método 2: Solución exacta 1D, con constantes obtenidas del Cengel. 33
Método 3: Conducción de calor en régimen transitorio en sólidos semiinfinitos. 34
Método 4: Analisis Comsol 34
Comparaciones. 36
Conclusiones. 37
Bibliografía y Referencias. 39Resumen.

El presente informe, relativo al proyecto N°1, de la asignatura transferencia de calor, tiene como objetivo, analizar el proceso de conducción de calor, en régimen transitorio, para distintas geometrías simples, vale decir, placas cilindros y esferas.
Los estudios realizados fueron hechos mediante la ayuda de algunos softwares computacionales, tales como, Math Cad, Fortran , Comsol yTecploc, los cuales tienen como finalidad, mostrar los resultados de forma visual, para contrastar los cálculos matemáticos y de esta forma, comprender de mejor modo las situaciones físicas descritas en el desarrollo del proyecto.
Los métodos matemáticos utilizados y comparados, son el método de los volúmenes finitos (MVF), el de diferencias finitas (MDF), el de elementos finitos (MEF) y algunassoluciones analíticas que serán contrastados vía gráficas y posterior análisis.

Introducción.

Los procesos de conservación de alimentos por frio son muy importantes en la industria alimentaria, ya que, representan el método principal de conservación de productos frescos, al disminuir la temperatura, cesa la actividad de reproducción bacteriana y de vida de los microorganismos, además dedetener la descomposición del alimento.
El uso del frío de manera adecuada, consigue mantener el sabor y olor natural, además de aspectos propios de los alimentos frescos, los cuales pueden ser fuertemente dañados, si no se conocen los parámetros y se siguen cuidadosamente.
La labor de los ingenieros, sobre todo los mecánicos, es el de lograr por medio de los equipos frigoríficos, lograr alcanzar...