Transferência de Calor Transiente

Apresentação em tema: "Transferência de Calor Transiente"— Transcrição da apresentação:

1 Transferência de Calor Transiente
Resfriamento de alimentos Aumentar vida de prateleira Diminuir reações químicas e biológicas Cinética de reações químicas e biológicas diminuem de ½ a 1/3 para cada 10°C de diminuição de temperatura Processos Transientes Calor sensível do material é removido por convecção na superfície e por condução não estacionária no material

2 Transferência de Calor Transiente
Resfriamento de alimentos Fluido mais utilizado: Ar que apresenta coeficientes de transferência de calor entre 8,5 e 40 W/m2K dependendo principalmente da velocidade Quando o material está empacotado ou coberto por filme plástico, a resistência extra pode ser adicionada à resistência externa.

3 Transferência de Calor Transiente
Rt=Rp+Rc Rc=1/(hcA) ; Rp = Dx/(kA) ; Rt=1/(hA) Rc – resistência a convecção, Rp a resistência da cobertura, Rt a resistência total, A é a área de troca térmica, Dx é a espessura da cobertura, k sua condutividade térmica e h o coeficiente global de troca térmica (valor que deve ser utilizado nos gráficos).

4 Transferência de Calor Transiente
Exemplo: Resfriamento de carne As propriedades físicas da carcaça de carne durante o resfriamento são: r = 1073 kg/m3, cp = 3.48 kJ/kg K e k = W/mK. Uma placa longa de carne com m de espessura e inicialmente a uma temperatura de 37.8°C. Qual o tempo necessário para que a temperatura no interior da carne esteja a 10°C. A carne é refrigerada com ar a 1.7°C e com h = 39.7 W/m2K.

5 Transferência de Calor Transiente
Centro da Placa

6 Exemplo do resfriamento de carne
at/b2=0,9

7 Transferência de Calor Transiente
Exemplo: Congelamento de Laranja O processo de congelamento de laranjas nas árvores durante noites frias é economicamente importante em áreas produtoras de laranja. Se a laranja estiver inicialmente a uma temperatura de 21,1°C, calcule a temperatura do centro da laranja se esta for exposta ao ar a –3,9°C por 6 horas. Considere o diâmetro médio da laranja como 102 mm e o coeficiente de transferência de calor igual a 11,4 W/m2 K. A condutividade térmica é de 0,431 W/m K e a difusividade térmica é 4,65x10-4 m2/h. Despreze qualquer efeito de calor latente.

8 Transferência de Calor Transiente
Centro da Esfera

9 Transferência de Calor Transiente
To T1

10 Transferência de Calor Transiente

11 Transferência de Calor Transiente
ESFERA Y=q X = t x1 = R n = x m = 1/Bi

12 Transferência de Calor Transiente
Expressão para transferência de calor com resistência interna desprezível

13 Transferência de Calor Transiente
To T1

14 Transferência de Calor Transiente
Exemplo: Sopa com densidade de 1025 kg/m3 e calor específico 3,77 kj/kg K está sendo aquecida em uma lata de 8,5 cm de diâmetro e 10,5 cm de altura. O aquecimento ocorre a 115°C e com coeficiente de transferência de calor de 49,5 W/m2K. Determine a temperatura do produto após 10 minutos se a temperatura inicial for de 70°C. Assuma que não ocorra gradientes de temperatura dentro do produto.