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Transferencia de calor y tiempo de congelamiento

El valor $t_{min}$ deberá corresponder al tiempo de congelamiento. Una estimación simple de $t_c$ ha sido propuesta por Nagaoka:

$$\begin{displaymath}\begin{displaymath} t_c = \left[ {1 + 0... ...m} - T_{aire} } \right)}} \end{displaymath}\end{displaymath}$$ (7)

Donde:

$$\begin{displaymath}\begin{displaymath} \Delta H = Cp\left(... ...congelam} - T_f } \right) \end{displaymath}\end{displaymath}$$ (8)

$T_i:$

Temperatura inicial de las arvejas (15ºC).

$T_{congelam}:$

Temperatura de congelamiento (0ºC).

$T_f:$

Temperatura final en el centro de la arveja (-19ºC).

Para la transferencia de calor por convección tenemos que:

$$\begin{displaymath}\begin{displaymath} Q = hA(T_{\sup } - T_{aire} ) \end{displaymath}\end{displaymath}$$ (9)

Donde el valor de h para un lecho fluidizado puede ser calculado según:

$$\begin{displaymath}\begin{displaymath} J_H = N_{Nu} N_{{\m... ...}^{0.563} N_{Ar}^{0.179} \end{displaymath}\end{displaymath}$$ (10)

El valor de h deberá ser corregido a un valor $h_{eff}$ (efectivo)para tomar en cuenta el grado de mezclado existente en el lecho fluidizado. También se deberá corregir tomando en cuenta que la temperatura del aire varía de $T_{g1}$ a $T_{g2}$.

Figura 2: Lecho Fluidizado a Considerar

Las tareas que se deberán realizar son las siguientes:

• Calcule los valores de $D_z$, el coeficiente de dispersión longitudinal.
• Determine los valores de $K$, $b$ y $c$ que permiten modelizar $D_z$ según:
  
  $$Dz = KH^b v_0 ^c$$
  
  

• Controlar la precisión de su modelo.
• Plantear y calcular $h_{eff}$.
• Modelizar:
  
  $$t_c = f(H,v_0 )$$
  
  
  
  
  $$\frac{F}{{WL}} = f(H)$$
  
  
  
  
  $$H = f(v_0 )$$
  
  

• Caracterice la eficiencia térmica de cada modelo.
• Enuncie un objetivo (e.g Costos mínimos, $F/WL$ máximo, eficiencia térmica máxima, etc) y optimice el proceso. Justifique su decisión. El costo del lecho fluidizado puede ser estimado a partir de la relación:
  
  $$Costo_{lechofl} = 4000(Area)0.53 [\$us]$$
  
  
  El costo del compresor puede ser estimado por comparación con el costo del equipo de un tamaño específico.
  
  $$Costo_{equipo} = 2450([hp]/2000[hp])0.4 [\$us]$$
  
  
  El costo de la electricidad para el compresor es de 0.05 [$us/kW].