UNIVERSIDAD ESTATAL DE BOLÍVAR

FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS

ESCUELA DE INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL

INGENIERÍA DE PROCESOS II

Docente: Ing. María García

Alumno: Jordani Sanabria

Ciclo: Octavo ciclo

Fecha: 21 de junio de 2015

Tema: Informe de práctica

I. TEMA:

Calculo del aislante del cuarto frío de la planta de frutas y hortalizas de la UEB

II. INTRODUCCIÓN:

El cuarto frío es el lugar determinado para la manipulación de productos frescos y productos no elaborados. También es uno de los lugares de recepción de mercancías para que posteriormente sean ordenados en las distintas neveras

Transferencia de calor.- La energía se puede transferir hacia una masa dada, o desde ésta, por dos mecanismos: calor Q y trabajo W. Una interacción energética es transferencia de calor si su fuerza impulsora es una diferencia de temperatura. De lo contrario, es trabajo. Tanto un pistón que sube, como una flecha rotatoria y un alambre eléctrico que crucen las fronteras del sistema, están asociados con interacciones de trabajo. El trabajo realizado por unidad de tiempo se llama potencia y se denota por W·. La unidad de potencia es el W o el hp (1 hp 746 W). Los motores de automóviles y las turbinas hidráulicas, de vapor y de gas producen trabajo; las compresoras, bombas y mezcladoras consumen trabajo. Advierta que la energía de un sistema disminuye conforme realiza trabajo y aumenta si se realiza trabajo sobre él (ÇENGEL, 2007).

El calor puede transferirse por conducción, por convección o por radiación, o por una combinación de los tres modos. El calor siempre se mueve de las zonas más calientes a las más frías; busca el equilibrio. Si el interior de una bodega de pescado termoaislada está más frío que el aire exterior, la bodega atrae calor del exterior. Cuanto mayor es la diferencia de temperatura, más rápidamente fluye el calor hacia la zona más fría (FAO, 2013)

III. OBJETIVOS: OBJETIVO GENERAL

Determinar el tipo de aislante utilizado en el cuarto frío de la planta y hortalizas de la Universidad Estatal de Bolívar

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

- Observar y conocer las características de un intercambiador de calor (cuarto frío) y cómo funciona

- Calcular matemáticamente la conductividad térmica del aislante utilizado.- Determinar la factibilidad y rentabilidad del aislante.

IV. METODOLOGÍA

La determinación del aislante utilizado en la planta de frutas y hortalizas de la Universidad Estatal de Bolívar, se llevó a cabo el lunes 15 de junio de 2015 con la toma, recolección de los datos y medidas del cuarto frío, y respectivo cálculo de la conductividad térmica del aislante para así determinar mediante éste el nombre del aislante que pudiera estar colocado en el cuarto frío y así estimar costos, eficiencia y factibilidad del aislante colocado. El cuarto frío está compuesto por tres paredes desde adentro hacia afuera comenzando por tol galvanizado, el aislante y una pared de ladrillo.

V. CÁLCULOS Y RESULTADOS

Materiales utilizados en las paredes del cuarto frío, dimensiones y características térmicas (conductividades térmicas). Considerando las pérdidas de calor de 10 W

B=¿ Tol Galvanizado

KB = 50W

m. ° K

∆ x B= 2 mm

C= Aislante

KC =?

∆ xC= 14,5 cm

D=¿ Ladrillo común

KD = 0,8W

m. ° K

∆ x D= 12 cm

Temperaturas

Temperatura en la parte exterior del cuarto frío (T0) = 19° C

Temperatura en el interior del cuarto frío (Tf) = 8,5° C

Área

A=b xh

A=¿4) m2

A=9,4 m2

Transformaciones:

∆ x B= 0,002 m

∆ xC= 0,145 m

∆ x D= 0,12 m

T0 =292 °K

Tf = 281,5°K

∆ T=−10.5 ° K

Gráfico:

Cálculo de la conductividad térmica del aislante de la planta de frutas y hortalizas

∆ t= q−A

.[ ∆ XB

KB

+∆ XC

KC

+∆ X D

K D]

(−∆ t . Aq )−∆ X B

K B

−∆ X D

K D

=∆ XC

K C

[(−∆ t . Aq )−∆ X B

KB

−∆ X D

K D] . KC=∆ XC

Lámina de tol galvanizada

KB = 50W

m. ° K∆ x B= 2 mm

Lámina de tol galvanizada

KB = 50W

m. ° K∆ x B= 2 mm

Lámina de tol galvanizada

KB = 50W

m. ° K∆ x B= 2 mm

Lámina de tol galvanizada

KB = 50W

m. ° K∆ x B= 2 mm

Lámina de tol galvanizada

KB = 50W

m. ° K∆ x B= 2 mm

Lámina de tol galvanizada

KB = 50W

m. ° K∆ x B= 2 mm

Lámina de tol galvanizada

KB = 50W

m. ° K∆ x B= 2 mm

Aislante

KC =?∆ xC= 14,5 cm

Pared de ladrillo

KD = 50W

m. ° K∆ x D= 12 cm

q = 10 W

T 0=281,5° K

T F=292° K

h =2,35 m

b =4 m

KC=∆ XC

[(−∆ t . Aq )−∆ X B

K B

−∆ XD

K D]

KC=0,145 m

[(−(−10.5 ° K) . 9,4 m 210 W )−0,002 m.m .° K

50 W−0,12m . m. ° K

0,8 W ]

KC=0,145 m

[9,87m2° K

W−0,000004

m2° KW

−0,15m2° K

W ]

KC=0,145W m

[ 9,72 ] m2 ° K

KC=0,015W

m ° K

Determinación del aislante utilizado, comparando el coeficiente calculado con los de tablas

Por tener un coeficiente de conductividad térmica, asumimos que el material es Plancha

rígida de poliuretano expandido cuya conductividad es 0,023 W

m° K (FAO, 2013).

VI. CUESTIONARIO

1. ¿Por qué es importante el estudio de transferencia de calor en un cuarto frío?

Porque el cuarto frío es un intercambiador de calor, el cual trabaja con una bomba de aire haciendo circular aire frío en un área cerrada, si el aislamiento es deficiente en las paredes, el aire frío se va a calentar haciendo que la bomba trabaje más para para enfriar el área, produciendo más costos.

2. ¿Cómo se puede disminuir las pérdidas de calor en el medio?

Las pérdidas de calor se puede disminuir con la integración de un sistema de aislamiento del mismo, ya que si hay mayor aislamiento el paso de calor será menor y no habrán pérdidas de calor.

3. Considera que es eficiente el aislante usado en el cuarto frío

No se puede determinar si el aislante utilizado en el cuarto frio es o no eficiente ya que las pérdidas de calor al ambiente se utilizaron de tablas (bibliografía). Si las pérdidas de calor se acercaran más a cero, entonces se puede decir que el aislante es eficiente.

VII. DISCUSIÓN

Hay muchos de aislantes que servirían para aislar un cuarto frío, pero hay que determinar el mejor dependiendo de muchos factores, ya sea por reducir costos o por facilidad de manejo,

el poliuretano por sus características tanto por su baja transmitancia de calor (0,023 W

m° K ), como por sus costos entre 40 y 60 dólares el m2.

Las espumas de poliuretano se aplican y usan principalmente en forma de planchas o bloques rígidos y tuberías preformadas de diversas formas y tamaños. Las principales aplicaciones de estos tipos de espumas son en cámaras frigoríficas, almacenes de hielo y almacenes frigoríficos. Pueden producirse paneles estructurales tipo sándwich, con bloques de espuma de poliuretano, para uso en almacenes frigoríficos prefabricados (FAO, 2013).

VIII. CONCLUSIONES

El aislante que se pudo utilizar por rendimiento y por bajo costo es el poliuretano, expandido o en espuma.

El curto frío debe mantener siempre la temperatura baja en su interior, evitando los cambios bruscos de temperatura por lo que se debe utilizar aislantes apropiados que disminuyan o eliminen las pérdidas de calor.

IX. RECOMENDACIONES

Determinar a ciencia cierta las pérdidas de calor en el cuarto frío así podremos saber si se debe cambiar o no el aislante del cuarto frío.

Bibliografía

ÇENGEL, Y. A. (2007). TRANSFERENCIA D E C A L O R Y MASA. Mexico: McGRAW-HILL/INTERAMERICANA EDITORES, S.A. DE C.V.

FAO. (2013). Food and Arigriculture Organization o the United Nations. Recuperado el 18 de 06 de 2015, de Depósito de documentos de la FAO: http://www.fao.org/docrep/008/y5013s/y5013s07.htm

ANEXOS

Interior del cuarto frío

Temperatura del cuarto frío