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Avaliação a Transferência de Calor de um Equipamento de Resfriamento e Agitação

Visão Geral

Fonte: Michael G. Benton e Kerry M. Dooley, Departamento de Engenharia Química, Universidade Estadual de Louisiana, Baton Rouge, LA

O Spin-and-Chill usa a transferência de calor e os fundamentos do fluxo de fluidos para esfriar bebidas da temperatura ambiente a 38 °F em apenas 2 minutos. Seria preciso uma geladeira de aproximadamente 240 minutos e um baú de gelo aproximadamente 40 minutos para obter uma mudança de temperatura equivalente. Este é realizado Spin and Chill girando uma lata ou garrafa a até 500 rpm, o que cria pouca ou nenhuma espuma.

Neste experimento, será avaliada a eficácia de girar um cilindro (ou seja, lata de refrigerante) em altas velocidades para resfriar um refrigerante. Os parâmetros operacionais, como rpm e tempo de rotação, serão variados para avaliar seu efeito na transferência de calor, e o coeficiente de transferência de calor será calculado usando um modelo de parâmetro fixo.

Procedimento

1. Testando o Spin-and-Chill

  1. Encha a lata de refrigerante de alumínio com água de temperatura ambiente e, em seguida, regise a temperatura.
  2. Meça o peso total do gelo que está sendo usado com o equilíbrio, o suficiente para cercar o Spin-and-Chill.
  3. Sele a lata de refrigerante de alumínio usando uma tampa de vedação de plástico e insira o conjunto no Spin-and-Chill.
  4. Ative o Spin-and-Chill. Ele deve rodar cerca de 2 min a ~ 300 rpm.
  5. Retire a lata de refrigerante de

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Resultados

O modelo de parâmetros é usado para determinar o coeficiente de transferência de calor, h, para as diferentes condições experimentais. Para calcular a eficiência, primeiro determinamos a energia transferida como calor para o banho de gelo do líquido na lata. Se o sistema fosse adiabático (100% eficiente),q água +q gelo = 0. A eficiência é determinada dividindo o valor absoluto do calor liberado pela água na lata(águaQ ) pelo calor absorvido pe...

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Aplicação e Resumo

Este experimento foi projetado para avaliar a capacidade do Spin-and-Chill de resfriar um refrigerante a velocidades recordes. O modelo de parâmetros foi utilizado, uma vez que a convecção era muito mais importante do que a condução (devido à alta taxa de mixagem).

Os dados coletados questionam a capacidade do Spin-and-Chill de esfriar na lata quente de refrigerante a 38 °F em 2 minutos. No entanto, com três usos sequenciais e um período de tempo de cerca de 6 minutos, o Spin-and-Chil...

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Referências
  1. Vapor-compression Refrigeration." ChemEngineering - Vapor-compression Refrigeration. N.p., n.d. Web. 01 Dec. 2016.
  2. Bartgis, Catherine, Alexander M. Lebrun, Rhongui Ma, and Liang Zhu. "Determination of Time of Death in Forensic Science via a 3-D Whole Body Heat Transfer Model." Journal of Thermal Biology (2016). Web.
  3. Wemhoff, A.p., and M.v. Frank. "Predictions of Energy Savings in HVAC Systems by Lumped Models." Energy and Buildings 42.10 (2010): 1807-814. Web.
  4. Encyclopedia of Chemical Engineering Equipment." Heat Exchangers - Heat Transfer - MEL Equipment Encyclopedia 4.0. N.p., n.d. Web. 01 Dec. 2016.
Tags
Spin and chillHeat TransferTechnologyEngineering ProcessesConvective Heat TransferCooling EfficiencyModelUnderstandHeat Transfer SituationsExperimentsApplicationsSoda CanReservoir Of IceRotatingRevolutions Per MinuteCooling RateTemperature DistributionFluidWallThin Membrane

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0:07

Overview

1:12

Principles of Spin-and-Chill Operation

4:13

Convective Heat Transfer: Lumped Parameter Model

5:42

Results

7:04

Applications

8:21

Summary

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