UNIVERSIDAD NACIONAL SAN CRISTÓBAL DE HUAMANGA FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA Y METALURGÍA
ESCUELA DE FORMACIÓN PROFESIONAL DE INGENIERÍA EN INDUSTRIAS ALIMENTARIAS ASIGANATURA DE TRANSMISION DE CALOR: AI-441
LABORATORIO N° 01
“PROPIEDADES TRMICAS DE PRODUCTOS ALIMENTICIOS! DETERMINACIÓN DE CONDUCTIVIDAD FECH FECHA A DE DE ENTR ENTREG EGA A GRUPO PROFE'OR A-UMNA
: 02 de Octu Octubr bre e de de 2013 2013 : Miércole! " # 10 $%& : M& C& ()*& R$+l Ric$rdo ,E-(. F-ORE' : P$uc$r/u$)c$ $ri/u$%)! ude $ti$
AACUCHO ACUCHO # PER 2013
RESUMEN
-$ 4rctic$ e re$li5$ de l$ 4ro4ied$de 67ic$ de lo $li%e)to! e) lo 8ue e b$$ e) l$ deter%i)$ci9) de l$ co)ductiid$d tér%ic$! $d8uirir l$ 4ro4ied$de tér%ic$ de $li%e)to co) b$e $ d$to i%4le co%o l$ /u%ed$d! de)id$d& 'e tr$t$ eto 4$r$ l$ $4lic$ci9) de tr$)6ere)ci$ de c$lor 8ue e el 6e)9%e)o 4redo%i)$)te& -o $li%e)to tie)e) 4ro4ied$de e4eci$le de $cuerdo $ lo 4roceo de tr$)6or%$ci9) 8ue u6re)& Por l$ co%4le;id$d de u co%4ort$%ie)to reol9*ico 4uede) e)te)dere co%o u) co);u)to de 4$o! 4ue ie)do $7 u$%o $li%e)to 4ri)ci4$l%e)te %e)o 4erecedero co%o e l$ 5$)$/ori$! 4$4$ < c$%ote& 'e deter%i)$ l$ co)ductiid$d tér%ic$ de c$d$ u)o de lo $li%e)to te)ie)do e) cue)t$! $ l$ e5 u 4ro4ied$de tér%ic$ /$ll$)do u de)id$d < 4orce)t$;e de /u%ed$d co)te)id$& 'e $4lic$ co) l$ le< de Fourier&
ÍNDICE
RE'UMEN
01
=ND(CE
02
(&
O>?ET(,O'
03
((&
FUNDAMENTO TE@R(CO
03
(((& PROCED(M(ENTO EPER(MENTA(((&1& Clculo
0B 0B
(,&
RE'U-TADO'
0
,&
D('CU'(ONE'
0
,(&
CONC-U'(ONE'
0
,((&
CUE'T(ONAR(O
0
,(((& REFERENC(A >(>-(OGRF(CA
CONDUCTIVIDAD TRMICA "#$
11
E l$ %edid$ de l$ c$4$cid$d 4$r$ co)ducir c$lor de u) %$teri$l& P$r$ $li%e)to de4e)de 4ri)ci4$l%e)te de u co%4oici9)& 'i) e%b$r*o tie)e t$%bié) i)ue)ci$ 6$ctore co%o u e4$cio $c7o 6or%$! t$%$o < orie)t$ci9)I! u /o%o*e)eid$d! etc& -$ deJ)ici9) de l$ co)ductiid$d tér%ic$ e e)cue)tr$ e) l$ le< de Fourier de co)ducci9) de c$lor q =−kA
dT dx
dT/dx e
el *r$die)te de te%4er$tur$ e) l$ direcci9) K& l$ co)t$)te de 4ro4orcio)$lid$d L e l$ co)ductiid$d tér%ic$ %I& -$ 9rde)e de %$*)itud de l$ co)ductiid$d tér%ic$! e*+) lo diti)to ti4o de %$teri$le! 4uede $4reci$re e)tre lo i*uie)te $lore:
Go)5$lo M$rt7) Pe$! P*& 2&
Fue)te: Proce$%ie)to de $li%e)to Ecrito 4or C$rlo Edu$rdo Orre*o Al5$te&! 4*& B"
PROCEDIMIENTO E%PERIMENTAL:
P$r$ l$ deter%i)$ci9) de l$ de)id$d de lo 4roducto $li%e)ticio! 4e$r el 4roducto i) 4el$r! lue*o u%er*irlo e) u)$ 4robet$! el de4l$5$%ie)to de olu%e) e el olu%e) tot$l del $li%e)to& P$r$ deter%i)$r el co)te)ido de l$ %$$ de $*u$ e) el $li%e)to! 4ri%ero cort$r lo 4roducto e) 4e8ue$ rod$;$ % o %e)o ci)co *r$%o! 4e$r l$ 4l$c$ Petri i) el 4roducto! coloc$r lo 4roducto e) l$ 4l$c$ < 4e$r! 4$r$ lle$r lue*o l$ etu6$ 4or /or$ $ B0 C! lue*o del tie%4o de /or$ 4e$r el 4roducto! ret$r el 4eo de l$ 4l$c$ Petri < eo e l$ %$$ de $*u$ del 4roducto& -$ %$$ de lo 9lido e l$ %$teri$ ec$ 8ue 8ued$ e) l$ 4l$c$ Petri& M&'()*+
D+),( +*+ .+ /'(/+/ M+(+ "2*5$ V,.&' ".$ B1&B0 B0&00 QQ&10 3"&00 B&0 B0&00
.$)$/ori$ P$4$ C$%ote
ρZanahoria=
ρ Papa =
V Zanahoria
m Papa V Papa
ρCamote =
•
mZanahoria
=
=
44.10 37.00
m Camote V Camote
=
61.60 60.00
D'(/+/ "2*3.$ 1&02B" 1&11 1&03
=1.0267 gr / ml
=1.1919 gr / ml
65.90 60.00
=1.0983 gr / ml
P$r$ re4ort$r lo d$to 4$r$ c$lcul$r l$ /u%ed$d! )o e )ece$rio! 4or8ue e deter%i)9 e) u)$ b$l$)5$ de Deter%i)$ci9) de /u%ed$d&
CLCULOS:
M&'()*+
H&'/+/ "6$
.$)$/ori$ P$4$ C$%ote
"&Q B3&"2 B0&1"
H&'/+/ B7.,2*+89+ "6$ &20 ""&0 B&20
k alim =k agua
V agua
+ k s
V alim
V s V alim
+ k aire
V aire V alim
m agua V agua V alim
=
ms
malim
V s
ρ agua
V alim
=
ρ alim V aire V alim
=1−
m alim ρ s ρ alim
V agua V alim
−
V s
V alim D')'*+;< /' ;,/&;)=/+/ )>*;+ /' .+
?ANAHORIA5 magua V agua V alim
=
malim ρ agua
ms =
ρalim V aire V alim V aire V alim
=1−
V agua V alim
0.8745 0.9982
V s
= 0.8995
V alim
1.0267
−
=
malim ρs ρ alim
=
0.1255 1.5500 1.0267
V s V alim
=1−0.8995 −0.0831 =0.0174
k zanh= k agua
V agua V zanh
k zanh= 0.608
+ k s
V s V zanh
+ k aire
V aire V zanh
W W W × 0.8995 + 0.16 × 0.0831 + 0.024 × 0.0174 m° C m° C m ° C
k zanh= ( 0.5469 + 0.0133 + 0.0004 )
W W =0.5606 m° C m° C
D')'*+;< /' ;,/&;)=/+/ )>*;+ /' .+ PAPA5
=0.0831
m agua V agua V alim
=
malim ρ agua
ms =
V alim V aire V alim
=1−
0.9982
V s
= 0.7608
V alim
=
1.1919
ρ alim V aire
0.6372
V agua V alim
−
m alim ρs
=
0.3628 1.5500
= 0.2789
1.1919
ρ alim
V s V alim
=1−0.7608 −0.2789 =−0.0397
k papa =k agua
V agua V papa
k papa =0.608
+ k s
V s V papa
+ k aire
V aire V papa
W W W × 0.7608 + 0.16 × 0.2789 − 0.024 × 0.0397 m° C m° C m ° C
k papa =( 0.4626 + 0.0446 −0.0009 )
W W =0.5063 m° C m° C
D')'*+;< /' ;,/&;)=/+/ )>*;+ /'. CAMOTE5 m agua V agua V alim
=
malim ρ agua ρ alim
ms =
0.6017 0.9982 1.0983
= 0.6620
V s V alim
=
malim ρs ρ alim
=
0.3983 1.5500 1.0983
= 0.2822
V aire V alim V aire V alim
=1−
V agua V alim
−
V s V alim
=1−0.6620 −0.2822 =0.0558
k camt =k agua
V agua V camt
k camt =0.608
+ k s
V s V camt
+ k aire
V aire V camt
W W W × 0.6620 + 0.16 × 0.2822 + 0.024 × 0.0558 m° C m° C m° C
k camt =( 0.4025 + 0.0452 + 0.0013 )
W W = 0.4490 m° C m° C
RESULTADOS: Cu$dro de reu%e) de reult$do& M&'()* D'(/ H&'/+ H&'/+/ +( +/ / "6$ B7.,2*+89+ "2*3.$ "6$ .$)$/or 1&02B" "&Q &20 i$ P$4$ 1&11 B3&"2 ""&0 C$%ote 1&03 B0&1" B&20
# "@3°C$ 0&B0B
# B7.,2*+89+ "@3°#$ 0&"1
0&0B3 0&QQ0
0&B3
DISCUSIÓN:
-
El 4orce)t$;e de /u%ed$d co)te)id$ e) l$ 5$)$/ori$ reult9 "&QS! ie)do el 4orce)t$;e $lrededor de &20S %e)cio)$do 4or el $utor Go)5$lo M$rt7) 4e$ e) l$ t$bl$ de co%4oici9) de $li%e)to& u co)ductiid$d tér%ic$ d$ 0&B0B %C! 8ue t$%bié) borde$ $l re6ere)ci$ biblio*rJc$ de C$rlo Edu$rdo Orre*o 8ue e de 0&"10 %C&
-
El $*u$ co)te)id$ e) l$ 4$4$ e de B3&"2S! co%4$r$)do co) l$ t$bl$ e) l$ biblio*r$67$ e de ""&0S! 4or lo 8ue et$ 4e8ue$ $ri$ci9) 4udo er 4or l$ $ried$d& D$do $7 l$ 4$4$ 4odr7$ te)er % tie%4o de $l%$ce)$%ie)to& u co)ductiid$d tér%ic$ d$ 0&0B3 %C!
co%4$r$)do co) l$ biblio*r$67$ 0&B30 %CI rode$ $l $lor < e $ce4t$ble&
-
-$ /u%ed$d co)te)id$ e) el c$%ote reulto B0&1"S! 8ue et 4or deb$;o de l$ t$bl$ de co%4oici9) ie)do B&20S& 4or lo t$)to el c$%ote et 4erdie)do $*u$&
CONCLUSIONES:
'e deter%i)9 l$ /u%ed$d 4or el %étodo directo co) l$ b$l$)5$ de deter%i)$ci9) de /u%ed$d ie)do de l$ 5$)$/ori$ "&QS! de l$ 4$4$ B3&"2S < del c$%ote B0&1"S! co)clu
'e deter%i)9 l$ de)id$de erd$der$ de lo $li%e)to $ 4$rtir de olu%e): de l$ 5$)$/ori$ 1&02B" *r%l! de l$ 4$4$ 1&11 *r%l < del c$%ote 1&03 *r%l&
'e deter%i)9 l$ co)ductiid$d tér%ic$ de l$ 5$)$/ori$ 0&B0B %C! de l$ 4$4$ 0&0B3 %C < del c$%ote 0&QQ0 %C& ie)do el %e;or reult$do 4or l$ e;$)5$ co) lo d$to biblio*rJco&
CUESTIONARIO: 15 R'+.+* '. 8&/+'), ;')9;, /'. ,7')=, '*, &,5 E) tr$)6ere)ci$ de c$lor! l$ e)er*7$ e 4ree)t$ de %uc/$ 6or%$ < 4$r$ ello $4lic$r e) lo $li%e)to! e b$$ e) el co)oci%ie)to de l$ co%4oici9) 8u7%ic$ <o 67ic$: de)id$d! /u%ed$d! 4oroid$d! etc& del r$)*o de te%4er$tur$ $ l$ 8ue e o%ete) lo %$teri$le& El %odelo % i%4le e el 8ue co)ider$ el $li%e)to co%o /o%o*é)eo! 4ero co)tituido 4or do co%4o)e)te: 9lido < $*u$& 'ie)do $7 co)e)ie)te co)ocer eK4eri%e)t$l%e)te u de)id$d < u /u%ed$d <$ 8ue e % i%4le co)e*uir eo $lore 4$r$ eti%$r l$ co)ductiid$d tér%ic$&
5 E.&' .+ /8'*';+ ')*' ;+.,* '(';9;, .+ ;++;/+/ ;+.,*9;+5 C+.,* '(';9;,5 E u)$ 4ro4ied$d 67ic$ de l$ %$teri$ 8ue re8uiere u)$ ciert$ c$)tid$d de c$lor 4$r$ 4roducir u) c$%bio e) l$ te%4er$tur$! 4or u)id$d de %$$ de u)$ ut$)ci$ deter%i)$d$& 'e deJ)e co%o el )+%ero de ;oule re8uerido 4$r$ ele$r l$ te%4er$tur$ de 1&00 L* de u)$ ut$)ci$ $ 1&00& ?L* I C++;/+/ C+.,*9;+5 E u)$ 4ro4ied$d 8ue i)dic$ l$ c$4$cid$d de u) %$teri$l de $borber c$lor de u e)tor)o re4ree)t$ l$ c$)tid$d de e)er*7$
)ece$ri$ 4$r$ $u%e)t$r l$ te%4er$tur$ e) u)$ u)id$d& 'e eK4re$ 4or %ol de %$teri$l ?%ol I
5 J;<, (' *'(')+ .+ ;,/&;)=/+/ )>*;+ ' +.'),( , K,,2>',( ;,, .+ +)'&..+ .+ ;+*' -$ *r$$ )eutr$ o)! rel$ti$%e)te! 4oco co)ductor$ del c$lor& Al deco%4o)ere l$ *r$$ $u%e)t$ l$ co)ductiid$d debido $ l$ 6or%$ci9) de cido *r$o libre! $u)8ue eto tie)e) $)lo*$%e)te u)$ co)ductiid$d %u< 4e8ue$& M$
45 E. ;,)'/, /' +*' &' ' .+ ;,/&;)=/+/ )>*;+ /' .,( +.'),(5 '9lo l$ de)id$d < l$ co)ductiid$d tér%ic$ e $6ect$) e)ible%e)te co) el co)te)ido de $ire& El %$teri$l tie)e co)te)ido de $ire de t$l 6or%$ 8ue e %7)i%$ l$ co)ecci9) )$tur$l de)tro del 4oro < 4$r$ ello e u$ u) %odelo b$$do e) l$ 6r$ccio)e %ic$ de lo 4ri)ci4$le co%4o)e)te de lo $li%e)to 4rote7)$! *r$$! c$rbo/idr$to! Jbr$! ce)i5$ < $*u$I&
5 J;<, =+*9+ .+ ;,/&;)=/+/ )>*;+ ' .,( *,/&;),( +.');,( Co) l$ i)6or%$ci9) eK4eri%e)t$l obte)id$ obre 4ro4ied$de de $li%e)to e rel$cio)$! 8ue el co)te)ido de $*u$ i)u
A.'), ( .$)$/ori$ P$4$ C$%ote
H&'/+/ "6$ "&Q B3&"2 B0&1"
# "@3°C$ 0&B0B 0&0B3 0&QQ0
5 E.&' .,( ';+(,( /' )*+(8'*';+ /' ;+.,* +.;+/, + .,( *,/&;),( +.');,(5 U)o de lo 6e)9%e)o de tr$)4orte 4ri)ci4$le e) lo 4roceo $li%e)t$rio e l$ tr$)6ere)ci$ de c$lor 8ue i)clu
co)ducci9)co)ecci9)! co)ecci9) r$di$ci9)!I o bie) co%bi)$cio)e % co%4le;$ 8ue re8uiere) u) tr$t$%ie)to 4$rticul$r co%o: i)terc$%bi$dore de c$lor! e$4or$dore& E) 4rctic$%e)te todo lo 4roceo eKite) et$4$ e) l$ 8ue lo ele%e)to e e)6r7$) o c$lie)t$)! t$)to e) 4roce$do 4ri%$rio! ecu)d$rio o terci$rio&
5 J;&. +.'), '( '. ',* ;,/&;),* /'. ;+.,* El %e;or co)ductor de c$lor e l$ 5$)$/ori$ 4or te)er el $lor %$
5 R'+.+* '. 8&/+'), ;')9;, /'. ,7')=, '*, )*'(5 -$ co)ductiid$d tér%ic$ del $*u$ e %uc/o % 4e8ue$ 8ue l$ del /ielo& -$ deco)*el$ci9) e 4or t$)to u) 4roceo % le)to 8ue l$ co)*el$ci9)! <$ 8ue el c$lor tie)e 8ue 4$$r $ tr$é de u) *roor crecie)te de $*u$ e) lu*$r de u) *roor crecie)te de /ielo! co%o e %uetr$ l$ J*ur$& Di6ere)ci$ de te%4er$tur$ e)tre el 4roducto < l$ 6ue)te de c$lor& Eto e deter%i)$ /$bitu$l%e)te 4or l$ 6ue)te eKterior& N$tur$le5$ del %edio de c$le)t$%ie)to& El $*u$ tr$)Jere el c$lor % eJcie)te%e)te 8ue el $ire! 4ero t$%bié) c$u$ % 4roble%$ de /i*ie)e&
F&')' : M+&+. /' /&()*+( /' .+ ;+*'5 Ecrito 4or M& D& R$)Le)&
REFERENCIA BIBLIOGRFICA: - ORREGO A-.ATE! C$rlo Edu$rdo 2003I: Proce$%ie)to de $li%e)to!
U)ierid$d N$cio)$l de Colo%bi$! 4*& B1 # B"&
- PEVA! Go)5$lo M$rti): T$bl$ de co%4oici9) de $li%e)to& P*& 2 - RANEN! M& D& 1I: M$)u$l de i)dutri$ de l$ c$r)e! M$drid # E4$$& P*& 10&
