Conducción De Calor

PRACTICA 1: CONDUCCIÓN DE CALOR
Laura Cristina Jimenez1. Mariana Vélez Gutierrez1. Natali Restrepo1.Cristian Marin1. 1. Estudiantes de Ingeniería de Alimentos. Laboratorio de Operaciones Unitarias II. Profesor: Gelmy Ciro. Facultad de Química Farmacéutica. Universidad de Antioquia. Medellín. 2012.
RESUMEN
La conducción de calor es un mecanismo de transferencia de energía térmica entre dossistemas basado en el contacto directo de sus partículas sin flujo neto de materia y que tiende a igualar la temperatura dentro de un cuerpo o entre diferentes cuerpos en contacto por medio de transferencia de energía cinética de las partículas. Se considera como la transferencia de energía de las partículas más energéticas a las menos energéticas. Este fenómeno se presenta habitualmente entre cuerpossólidos.
INTRODUCCION
Es posible cuantificar los procesos de transferencia de calor en términos de ecuaciones o modelos apropiados. Estas ecuaciones sirven para calcular la cantidad de energía que se transmite por unidad de tiempo. Para conducción de calor el modelo que se conoce es la ley fe Fourier.
Durante esta práctica experimental se va a comprobar la aplicación de la ley de Fourieranalizando la conducción de calor a lo largo de una barra compuesta por diferentes materiales, calculando así la constante de conductividad y evaluando los efectos que tiene un aislamiento térmico sobre la conducción de calor entre metales adyacentes.
Las placas se componen de una unidad de calentamiento que trabaja a diferentes potencias y hace fluir el calor en dirección a una unidad derefrigeración ubicada en el otro extremo, esta placa cuenta con sensores de temperatura que la miden en 8 diferentes puntos con separación entre ellos de 10mm, lo que permitirá relacionar distancia y temperatura.
El flujo de calor o transferencia de calor puede cambiar de dirección dependiendo de la forma del material donde se esté generando, en un cilindro o esfera el calor va a fluir de manera radial. En elprocedimiento se evaluó también el comportamiento de la temperatura y la velocidad de traslado de este calor constante a través de un cilindro.

METODOLOGIA
Se utilizaron dos unidades para medir la conducción de calor: unidad de conducción lineal y unidad de conducción radial.
1) Unidad de conducción lineal
Se trabajo con una placa simple que consta de un aislamiento y recubre una barrade acero inoxidable. En esta se midió temperatura en 8 diferentes puntos de la barra. Además se utilizo un aislante y una barra de cobre donde se midieron las mismas variables.
2) Unidad de conducción radial
Se trabajo con un cilindro de bronce con un calentamiento central y una unidad de enfriamiento periférico con 6 sensores de temperatura sobre el mismo radio separados a una distancia de10mm. Se midieron las mismas variables que en la unidad lineal.

ANALISIS Y RESULTADOS
Tabla 1. CONDUCCIÓN DE CALOR A TRAVÉS DE UNA BARRA SIMPLE

PRUEBA | Q (VOLTIOS ) | T1°C | T2°C | T3°C | T4°C | T5°C | T6°C | T7°C | T8°C | T9°C |
A | 11.8 | - | 97.3 | 96.3 | 78.4 | - | 65.6 | 29.1 | 27.7 | 27.2 |
B | 10 | - | 97.9 | 97 | 79.1 | - | 66.3 | 29.1 | 27.8 | 27.2 |
C | 8 | - | 92.4 | 91.6 |76.1 | - | 64.6 | 29.2 | 27.7 | 27.2 |

Gráfico 1. Comportamiento de la conducción de calor a través de una barra simple

Tabla 2. CONDUCCIÓN DE CALOR A TRAVÉS DE UNA BARRA COMPUESTA, DE DIÁMETRO UNIFORME.

PRUEBA | Q(VOLTIOS ) | T1°C | T2°C | T3°C | T7°C | T8°C | T9°C |
A | 8 | - | 88.2 | 87.5 | 28 | 27.1 | 26.7 |
B | 9.1 | - | 88.1 | 87.7 | 28 | 27 | 26.7 |
C | 10.1 | - | 88.3 |87.7 | 28 | 27 | 26.7 |

Gráfico 2. Comportamiento de la conducción de calor a través de una barra compuesta de diámetro uniforme.

Tabla 3. CONDUCCIÓN TÉRMICA DE UN AISLANTE.

AISLANTE | Q (VOLTIOS ) | T1°C | T2°C | T3°C | T7°C | T8°C | T9°C |
| 8 | - | 91.6 | - | - | 28.2 | 27.7 |

Tabla 4. CONDUCCIÓN RADIAL.

PRUEBA | Q(VOLTIOS ) | T10°C | T11°C | T12°C | T13°C | T14°C | T15°C |...