Transferencia de calor Introducción
Enviado por klimbo3445 • 7 de Agosto de 2018 • 2.157 Palabras (9 Páginas) • 217 Visitas
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Por lo tanto, ya que una vacuna se conforma de un cilindro de vidrio con el medicamento en el interior, se realizaran varios analisis para determinar diferentes propiedades y encontrar el tiempo deseado. En cada analisis que se presente se veran las suposiciones que se tuveiron que hacer para lograr determinar el resultado.
Planteamiento del problema
El problema a resolver es identificar el tiempo necesario para que una vacuna cambie su temperatura a 9°C. Primeramente se encuentra en un congelador a 4°C y se expondra a un ambiente supuesto con temperatura promedio de 20°C.
Las vacunas se encuentran dentro de pequeños cilindros de vidrio. Supondremos una geometria uniforme cilindrica como la figura que se muestra a continuacion.[pic 2][pic 3]
Pasos del analisis
- Primero se realizara un analisis bidimensional de conduccion en estado estacionario.
- Calculo de los coeficientes de transferencia de calor por conveccion.
- Calculo del tiempo necesario para hacer que el medicamento pierda su efecto.
Primero
“Analisis bidimensional de conduccion en estado estacionario”
[pic 4][pic 5][pic 6]
[pic 7][pic 8][pic 9][pic 10][pic 11][pic 12][pic 13][pic 14][pic 15][pic 16][pic 17][pic 18][pic 19][pic 20][pic 21][pic 22]
[pic 23][pic 24][pic 25][pic 26]
[pic 27][pic 28]
Se podra preguntar porque se realiza un analisis de conduccion cuando en realidad es la conveccion la que esta tomando efecto.
Para responder a esta pregunta se citara una frase del libro de transferencia de calor de Yunus A. Cengel: “La transferencia de calor entre un cuerpo solido y el aire circundante sera por conduccion si la diferencia de temperatura y el tamaño del objeto no son lo suficientemente grandes como para iniciar corrientes naturales de conveccion”.
Debido a este enunciado, el analisis de temperaturas se realiza por conduccion en estado estacionario. Cabe destacar que este analisis se realizo cuando el cilindro de la vacuna se encontraba totalmente expuesto al ambiente y cuando el liquido de adentro estaba totalmente a 4°C aun.
En la siguiente figura se muestra el analisis hecho.
Temperaturas en el cilindo[pic 29]
El cilindro se dividio en nodos como se muestra en la figura y la distancia entre cada nodo es igual a .[pic 31][pic 30]
En Excel se utilizaron 19 celdas horizontalmente y 29 celdas verticalmente(dimensiones del cilindro 19xm y 29m.) por simplidad del problema. Con esto se colocaron las temperaturas de 4°C donde se encontraba el fluido y 20 °C en los alrededores. Las celdas color naranja y amarilla son las temperaturas aproximadas del vidrio.[pic 32][pic 33]
20
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20.00
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17.08
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10
9
9
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9
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9
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14.00
17.08
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20
15.78
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4
4
4
4
4
4
4
4
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4
4
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