UNIVERSIDAD POLITECNICA DE CUENCAME

FENOMENOS DE TRANSPORTEING. METALURGICA

JOSE GPE. BURCIAGA ZAMORA 5 BPROF: ROBERTO ANGEL SOTO VALADEZ

18/02/2015CUENCAME DGO.

ESTUDIO DE CASOSIntroduccin.En este estudio de casos se analizara el almacenamiento de la temperatura en un almacn refrigerado que se genera con la utilizacin de ciertos materiales en las paredes del refrigerador, ya que es muy importante controlar el calor que se transfiere por estas paredes para poder mantener la temperatura dentro de este. Esto se hace sabiendo el grosor de las paredes y los materiales con que se construir ya que estas son las que mantendrn la temperatura.Este es el problema que se nos presenta el cual se analizara y se explicara cmo darle solucin: Se desea construir un almacn refrigerado con una capa interna de 20 mm de madera de pino, una capa intermedia de corcho prensado y una capa externa de 52 mm de concreto. La temperatura de la pared interior es 18C y la de la superficie exterior, 30C en el concreto. Las conductividades promedio son, para el pino, 0,151; para el corcho 0,0433; y para el concreto 0,762 W/m-K. El rea superficial total interna que se debe usar en los clculos es aproximadamente 50 m (omitiendo las esquinas y los efectos de los extremos). Qu espesor de corcho prensado se necesita para mantener la prdida de calor en 550 W?Objetivos.Se explicara la manera en que se dio solucin al problema planteado, para obtener el espesor de la capa de corcho para controlar el calor que se desprende al medio ambiente y no se afecte la temperatura interior del almacn, ya que como menciona el problema debe de ser de 550W.Mtodo.En el problema que se nos presenta nos proporciona una serie de datos, que es lo primero que debemos de hacer identificarlos para despus hacer uso de ellos. Entre estos datos podemos encontrar el espesor de las otras 2 capas que componen la pared de almacn refrigerado, junto con sus conductividades de calor, al igual que la de la capa que no conocemos su espesor, pero tambin el rea total de la pared y como ya se mencion el calor que se quiere expulsar del almacn.Como se est ablando de conduccin de calor, utilizaremos la frmula de conduccin de calor, la cual se trabajara en relacin al rea de la pared, la cual quedara de la siguiente manera q/A=(Te-Ti)/Rtotal. Donde Te es la temperatura externa del almacn, Ti la temperatura interna del almacn y Rtotal la resistencia de la pared del almacn. Esta ltima es la suma de las resistencias de los materiales a transferir el calor, con que se construy la pared.Pero al utilizar esta frmula de conduccin de calor, nos encontramos con un enorme problema ya que no conocemos la resistencia total ni la resistencia de cada una de las capas de la pared. Por este motivo utilizaremos otra frmula para calcular la resistencia de cada una de las capas de la pared la cual es R= e/(K*A), donde e es el espesor de las capas, k la conductividad trmica del materia de la capa y A el rea total de la cmara.

Despus de conocer la resistencia de cada una de las capas de las que est formada la pared, calcularemos la resistencia total de la pared, la cual se usara en la primera frmula que se mencion, la cual se calcula solo sumando las resistencias de cada capa o con la formula R= Ra +Rb +Rc.Al tener ya todos los datos de la primera frmula de conduccin de calor (excepto el espesor de la capa de corcho) se va a despejar x que en este caso sera el valor del espesor de la capa de corcho en metros. Al hacer el despeje y resolver las operaciones se obtiene el espesor necesario de la capa de corcho para que el calor expulsado al exterior sea de 550W, que es 0.18m o 180mm de espesor.

Resultados.Con las operaciones y el uso de las frmulas adecuadas as como de sus despejes se encuentra el espesor que debe tener la capa de corcho y as el grosor de la pared. El procedimiento que se sigui es algo complicado si no se tiene el conocimiento de las frmulas adecuadas y su relacin con el problema que se quiere solucionar, pero en este caso se conocan bien la formulas y la relacin entre estas, lo cual ayudo, junto con una previa explicacin, a resolver el problema y obtener el resultado para el diseo de este almacn refrigerado.Conclusiones.La utilizacin de almacenes refrigerados es muy til, mucho ms en establecimientos como las carniceras, donde se busca mantener una temperatura baja y no muy variante para conservar su mercanca. Con este ejemplo se puede apoyar al diseo de estos, ya que ayuda a la eleccin de los materiales adecuados para su fabricacin y en que porcin usarc. Al igual podemos ver como en un caso tan sencillo se necesita una serie de clculos y razonamientos para el diseo exacto de la pieza o prototipo a disear, en este caso el almacn refrigerado.