Ejemplo de Calculo de Secador

7/24/2019 Ejemplo de Calculo de Secador

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1.- Calculo de las perdidas de calor y temperatura interna en las paredes Verticales

Para realizar los calculos se realizo un división imaginaria de las placas, las cuales la

dividimos en nueve partes tomando igual numero de temperaturas y para cada una de ellas

se realizo los respectivos calculos.

A) Flux de calor en la Pared Lateral derecha

Conveccion libre por la parte exterior de la pared

Temperatura ambiente (T∞): 292.1!

Temperatura super"icie e#terna (Tse) : 299.9!

Temperatura de pel$cula (Tp): 29%.&!

Propiedades físicas del aire a la temperatura de película

'i"usividad Trmica (α) : 2.2&1&*

m2

+siscosidad -inemtica ( ν) : 1./ 1&* m2+s

0umero de Prandt (Pr): &.&

-onductividad trmica ( K ): &.&2%& 3+m!

4: &.&&55 ! *1

6ltura de la placa (7) : &.5&%m

8ravedad (g) : 9.1 m+s2

Numero de Rayleigh

a7 g4(Tse* T∞)75+ ( να) 2.22%1&

Numero de Nusselt

0u &.% ; &.%& a7(1+/)

(1 ; (&./92+ Pr) (9+1%))(/+9) , Para a7 < 1&9

0u 5.99&1

Coeficiente de transmisión de calor por Conveccion Libre

< 0u K +7 5.&29 3+m2 K

Calculo del flux de calor por conveccion Libre

=+6 <(Tse* T∞) 22.%221 3+m2

B) Temperatura Interna dela pared

Conveccion Forzada en la parte interna

6sumimos una temperatura para determinar las propiedades "$sicas del aire dentro de la

cmara, utilizando los n>meros adimensionales y el valor del "lu# de calor calculado por conveccion libre determinamos una temperatura interna, si esta temperatura calculada es



di"erente a la asumida se sigue un proceso iterativa <asta =ue la di"erencia entre estas dos

temperaturas sea m$nima.

Temperatura interna asumida (Tia) : 51& !

Temperatura en la camara (T sensor) : 52.!

Temperatura de pel$cula interna : 51. !

Propiedades Físicas del aire a esta temperatura de película interna

iscosidad (µ) : 1.95&1&* 0s2+m

0umero de Prandt (Pr): &.&/

-onductividad trmica ( K ): &.&2%2 3+m!

i!metro "idr!ulico #h$

'< /6c +P /(&.92%m+5)(&.%1m+5)+(2(&.92%m+5 ; &.%1m+5))

'< &.2/%/ m

6c area

P per$metro

Numero de Reynolds #Re$

e ' 8'< 1./51&/

6cµ

Correlación de Petu%hov para determinar el coeficiente de fricción

f (&.9&ln e' ?1.%/)*2 para 5&&&≤ e' ≤ 1&%

f &.&2%1

Numero de Nusselt

0u ( f / )*( e'*1&&&)Pr 1;12.( f /8)(1+2)(Pr (2+5)-1)

0u /.592

Coeficiente de transmisión de calor por Conveccion forzada

< 0u K +7 ./2/2 3+m2 K

Calculo de la temperatura interna

=+6 (conv. libre)=+6(conv. @orzada) <(Tsensor* Ti)

Ti 521. !



Aste valor es distinto al asumido, se vuelve a realizar los calculos y mediante una serie de

iteraciones se obtiene el valor de 521.%&! como temperatura interna.

.- Calculo de las perdidas de calor y temperatura interna en las paredes !ori"ontales

A) Flux de Calor en la Pared !ori"ontal #uperior



Temperatura super"icie e#terna (Tse) : 29.!

Temperatura de pel$cula (Tp): 29.5!


'i"usividad Trmica (α) : 2.191&* m2+s

iscosidad -inemtica ( ν) : 1./ 1&*

m2

+s 0umero de Prandt (Pr): &.&

-onductividad trmica ( K ): &.&2%& 3+m!

4: &.&&55% ! *1


Calculo de la longitud característica

7c 6s+P (1.&m+5)(&.%1m+5)+(2(1.&m+5 ; &.%1m+5) &.&2%m

Numero de Rayleigh

a7 g4(Tse* T∞)7c5+ ( να) 2./11&

Numero de Nusselt& Pared externa fria y pared interna caliente

0u &.2a7(1+/) , Para 1& ≤ a7 ≤ 1&1&

0u .92


< 0u K +7 2.155/ 3+m2 K


=+6 <(Tse* T∞) 15.91%1 3+m2

B) Temperatura Interna dela pared

Conveccion Forzada en la parte interna

Temperatura interna asumida (Tia) : 51 !



Temperatura en la camara (T sensor) : 52.!

Temperatura de pel$cula interna : 52&.5 !

Propiedades Físicas del aire a esta temperatura de película interna

iscosidad (µ) : 1.9/&1&

*

0s

2

+m 0umero de Prandt (Pr): &.&/1-onductividad trmica ( K ): &.&21 3+m!

i!metro "idr!ulico #h$

'< /6c +P /(1.&m+5)(&.%1m+5)+(2(1.&m+5; &.%1m+5&.92%m+5) &.2911m

6c areaP per$metro

Numero de Reynolds #Re$

e ' 8'< 2.1%/1&/

6cµ

Correlación de Petu%hov para determinar el coeficiente de fricción

f (&.9&ln e' ?1.%/)*2 para 5&&&≤ e' ≤ 1&%

f &.&2%5

Numero de Nusselt

0u ( f / )*( e'*1&&&)Pr 1;12.( f /8)(1+2)(Pr (2+5)-1)

0u /.15

Coeficiente de transmisión de calor por Conveccion forzada

< 0u K +7 .252 3+m2 K

Calculo de la temperatura interna

=+6 (conv. libre)=+6(conv. @orzada) <(Tsensor* Ti)

Ti 525.&9 ! Aste valor es distinto al asumido, se vuelve a realizar los calculos y mediante una serie deiteraciones se obtiene el valor de 525.1&! como temperatura interna.

C) Flux de Calor en la Pared !ori"ontal In$erior





Temperatura super"icie e#terna (Tse) : 299.1!

Temperatura de pel$cula (Tp): 29.%!


'i"usividad Trmica (α) : 2.191&* m2+s

iscosidad -inemtica ( ν) : 1.& 1&* m2+s

0umero de Prandt (Pr): &.&-onductividad trmica ( K ): &.&2%& 3+m!

4: &.&&552 ! *1


Calculo de la longitud característica

7c 6s+P (1.&m+5)(&.%1m+5)+(2(1.&m+5 ; &.%1m+5) &.&2%m

Numero de Rayleigh

a7 g4(Tse* T∞)7c5+ ( να) 2.%%51&

Numero de Nusselt& Pared externa fria y pared interna caliente

0u &./a7(1+/) , Para 1&/ ≤ a7 ≤ 1&

0u &.1a7(1+5) , Para 1& ≤ a7 ≤ 1&11

0u 12.2519


< 0u K +7 /.5%2 3+m2 K


=+6 <(Tse* T∞) 2./12 3+m2

7os calculos para la determinación de la temperatura interna son los mismos de la pared

<orizontal superior. An este caso mediante iteraciones se obtuvo el valor de 52&.2 !.

-onclusiones

1.* An la conveccion libre el "lu# de calor es directamente proporcional al numero de 0usselt y al coe"iciente de conveccion libre.

2.* An la conveccion "orzada el "lu# de calor es inversamente proporcional al numero de

0usselt .



5.* 7os valores de los coe"icientes calculados por conveccion "orzada son mayores a los

valores de coe"icientes determinados por conveccion libre o natural/.* Al "luBo de calor =ue se transmite en la pared es el mismo ya sea por conveccion libre,

conveccion "orzada o conducción en el estado estacionario.

.* Para =ue los calculos no sean tan engorrosos se <a asumido una transmisión de calor

unidimensional.

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