Ejercicio Aplicado De Transferencia De Calor En Estado No Estacionario

Ejercicio aplicado de Transferencia de calor en Estado No Estacionario Prof. Catalina Negrete Z Un producto alimenticio enlatado debe ser esterilizado mediante un sistema continuo bastanteparticular. Las latas se colocan en una cinta transportadora, la cual entra a un horno de 6 m de longitud. La temperatura inicial del alimento es de 25ºC y debe aumentarse a una temperatura mínima de 121ºC enel centro del alimento. Los gases de calentamiento en el interior del horno están a 260ºC y el coeficiente de transferencia de calor entre éstos y la superficie de la lata es de 84,9(Wm-2K-1). Unprofesional de la industria decide que las latas deben viajar a través del horno a una velocidad de 18 (m/hr). ¿Qué dice Ud., se alcanzará la temperatura deseada?. Si no es así ¿a qué velocidad deberíantransportarse las latas?. Considere cada lata como térmicamente equivalente a un cilindro de 11 cm de longitud y 8,5 cm de diámetro. Asuma despreciable la resistencia por conducción de la pared metálicadel enlatado. Suponga transferencia de calor en todas las direcciones. Las propiedades físicas del alimento se pueden tomar como: Cp k ρ = 3,9356 (kJkg -1K-1) = 0.461 (W m-1K-1) = 320 (kg m-3)Solución Debido a que cada lata se puede considerar térmicamente equivalente a un cilindro de 0,11 m de longitud y 0.085 m de diámetro, éste ejemplo se trata de un problema de transferencia de calor endos direcciones, tal como se muestra en la Figura 1.

Figura 1. Direcciones de transferencia de calor Qr y QL en un cilindro

Una forma de resolver el problema, es calcular la temperatura, en elcentro del enlatado, después de un tiempo de permanencia de este producto en el esterilizador. El valor obtenido se compara con la temperatura mínima de 121ºC que debiera existir en el centro delalimento y así verificar que el producto haya recibido un tratamiento térmico adecuado.

Para determinar las soluciones del balance de energía correspondiente a esta situación, se requiere determinar...