Foros de SóloIngeniería

- 20 Dic 2019, 13:51 #368076

Buenos días a todos,

Estoy diseñando un equipo para un proceso de descongelación de alimentos.

De cara a tener un dimensionamiento del equipo quiero calcular el tiempo que tardaría en alcanzar 2ºC un bloque de hielo (supongo que es agua para simplificar) a -18ºC de 20kg que introduzco en agua a 20ºC, este agua estaría a temperatura constante ya que la calentaría con un serpentín a vapor, pero para el cálculo supongo que es constante.

Simplemente necesito saber este tiempo.

Entiendo que se trata un intercambio de calor mediante conducción, revisé el Serway y el Incropera, pero no me doy aclarado. A ver si alguien me puede echar una mano a recordar este tema...

Muchas gracias de antemano

• 
• 
• 
• 
• 
• 

- 29 Dic 2019, 19:41 #368092

Todo depende de las dimensiones del objeto, mientras mas superficie exponga y menos espesor tenga mas rápido será ese tiempo, el calculo teórico lo puedes hacer con las ecuaciones de Laplace, puedes recurrir a simplificar por conducción resolviendo una ecuación diferencial. Sin los datos de experimentales o propiedades especificas del producto a descongelar, no hay mucho mas que te podamos guiar.
si es un cubo de agua de 20 litros tiene unos 27 cm de lado, es decir que el gradiente de temperatura debe penetrar unos 13.5 cm si usas la ley de Fourier de la conducción
dq/dt=kADelta T /Delta x
puedes saber cual es el flujo máximo de transmisión de calor , para sacar un tiempo mínimo el cual esperar. Pero como a medida que la temperatura del interior aumenta la cantidad de calor hacia el interior disminuye, solo es un dato indicativo. por eso hay que buscar la forma de integrar.
Solo recuerda que si el agua que calienta el cubo esta a la misma temperatura final que le quieres dar a tu producto, el tiempo te saldrá infinito.

Quizá ya hayas leído

https://es.wikipedia.org/wiki/Ecuaci%C3 ... imensional

y algunas de sus referencias en libros o como

https://es.wikipedia.org/wiki/Difusividad_t%C3%A9rmica

recuerda que puedes estimar la cantidad de calor necesaria para descongelar como
Q =mC_e Delta T

y que puedes montar una linea a la que le aportes
dQT/dt=QN/t
, en base a la experiencia sumergir en el baño cada unidad el tiempo necesario para que descongele, pero puedes tener el baño lo grande que quieras para incorporar y saca N unidades por unidad de tiempo.

Como es mi primer mensaje no se si hay disponible en el foro un editor de formulas latex o como insertar formulas matemáticas

• 
• 
• 
• 
• 
• 

Saludos R^3