¡Descarga exercicis tema e.bq y más Ejercicios en PDF de Biotecnología solo en Docsity!
Enginyeria Bioquímica
Tema 1. Introducció:
Tema 3. Balanç d‘energia
Intercanvi de calor: disseny i equips
Sistemes d’intercanvi de calor
Balanç d’energia (en sistemes sense RQ)
e e e dV q w
dt
d
g mz m v mh V c p h
2
1 (J/s)
dt
dT
q W m g z v h MCp
^2
1 (J/s)
q sortidad energia
q entradadenergia
superficie separació
REACTOR
q Fluid refrigerant
(q < 0) (^) superficie separació
REACTOR
q Fluid calefactor
(q > 0)
TIPUS
- Serpertins
- Camises o reactors/dipòsits encamisat
- Bescanviadors de calors
Dispositivos para el intercambio de calor en tanques o reactores^ CAMISAS
Figura 1. Reactors o dipòsits encamisats
Dispositivos para el intercambio de calor en tanques o reactores^ SERPENTINES
Figura 2. Serpentins
CARCASA
TUBOS
Cambiador de calor de carcasa y tubos Tipos de cambiadores de calor
Figura 5 Cambiador de calor de carcassa i tubs
DEFLECTORES
CARCASA
TUBOS
Figura 6. Detalle de un cambiador de calor de carcasa y tubos flujo en contracorriente un paso por carcasa y un paso por tubos
Cambiador de calor de carcasa y tubos Tipos de cambiadores de calor
DEFLECTORES
TUBOS
Figura 7. Imagen del haz de tubos de un cambiador de carcasa y tubos
Cambiador de calor de carcasa y tubos Tipos de cambiadores de calor
Figura 8. Otros tipos de cambiadores de calor a) placas
Cambiador de placas Tipos de cambiadores de calor
MECANISMES DE TRANSMISSIÓ DE CALOR: CONDUCCIÓ
1. L’energia calorífica provoca vibracions , que es trasmeten
d’una partícula a una altra.
Heat
2. Quan el material té electrons lliures, aquests guanyen energia
cinètica en escalfar-se el metall. Són aquests electrons els
responsables de la major part de la transmissió de calor a través
de metalls.
electron
MECANISMES DE TRANSMISSIÓ DE CALOR: CONDUCCIÓ
1. L’energia calorífica provoca vibracions , que es trasmeten d’una
partícula a una altra.
Heat
Conducció
MECANISMES DE TRANSMISSIÓ DE CALOR: CONDUCCIÓ
x
T q A
dx
dT q kA
k : Conductivitat tèrmica
Llei de Fourier
m K
W
és una propietat física. Depèn fonalmentalment de T i P (gasos).
T
T T 0
x
Distribució de Temperatura observada
El signe (-) apareix per la variació
inversa de la temperatura amb la
posició.
ESTAT ESTACIONARI
MECANISMES DE TRANSMISSIÓ DE CALOR: CONDUCCIÓ
Els metalls són els millors conductors de calor
Els gasos (entre ells l’aire) són bons aïllants. Per tant, materials porosos resulten bons aïllants
MECANISMES DE TRANSMISSIÓ DE CALOR: CONVECCIÓ
Transferencia de q que tindrà lloc entre una superfície i un fluid
en moviment quan aquests estiguin a diferent temperatura.
Convecció forçada si el moviment del fluid es per l’acció d’un ventilador, bomba, agitador…
Convecció lliure : el moviment del fluid es degut a diferències de densitat
q = h A T
Convecció
MECANISMES DE TRANSMISSIÓ DE CALOR: CONVECCIÓ
Convection Process h(W/m 2 -K)
Free convection
Gases 2–
Liquids 50–
Forced convection
Gases 25–
Liquids 50–20,
Convection phase change 2,500–200,
dL
1 2
T 1 c T 2 c
T
f 2
T 1 f
D (^) i
ri
e = r (^) e - r (^) i
re
dq
T
c
To c T (^) of
T f
e
e
T f
T
c
T
c 1
T 1 f
T 2 f
T
c 2 T 1
T 2
TRANSMISSIÓ DE CALOR (mixte) : Variació de la temperatura
1
2
2 1 ML
∆T
∆T
ln
T T
T
TT 11 cc TT 22 cc
TT 22 ff
TT 11 ff
Contracorriente
T 1 c T 2 c
T 1 f
T 2 f
Contracorriente
TT 1 1 cc TT 2 2 cc
TT 1 1 ff
TT 2 2 ff
Temperatura (ºC) T
c 1
T 2 c T 2 f
T 1 f
Temperatura (ºC)
∆T 1
∆T 2
∆T 1
∆T 2
Paralelo
T
c 1
T 2 c
T
f 2
T 1 f
Coeficient globalde transport q = U A TML
