Conductividad Termca
Páginas: 16 (3758 palabras)
Publicado: 8 de septiembre de 2011
Scientia et Technica Año XIV, No 39, Septiembre de 2008. Universidad Tecnológica de Pereira. ISSN 0122-1701
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MÉTODO PARA LA ESTIMACIÓN EXPERIMENTAL DE LA CONDUCTIVIDAD TÉRMICA DE ALGUNOS MATERIALES COMUNES EN COLOMBIA PARA APLICACIONES HVAC/R.
Methodology for experimental estimation of thermal conductivity, for some common materials in Colombia to HVAC/R applications
RESUMEN Esteartículo presenta el desarrollo experimental implementado para estimar la conductividad térmica de algunos materiales utilizados en Colombia en el campo de la refrigeración y el acondicionamiento de aire (HVAC/R). Se utiliza como herramienta el balance térmico sobre un calorímetro especialmente diseñado e instrumentado para estimar la conductividad de diferentes materiales, minimizando el efecto sobreel balance térmico del ambiente. El modelo matemático implementado a partir del balance térmico se resuelve mediante el software EES. PALABRAS CLAVES: Conductividad calorímetro, sistemas HVAC/R térmica, análisis experimental,
NÉSTOR FONSECA DIAZ Ingeniero Mecánico, M.Sc. Profesor Auxiliar Universidad Tecnológica de Pereira nfonseca@utp.edu.co JUAN ESTEBAN TIBAQUIRÁ Ingeniero Mecánico, M.Sc.Profesor Asistente Universidad Tecnológica de Pereira
ABSTRACT This article presents the experimental development implemented to estimate the thermal conductivity of some materials used in Colombia at the field of refrigeration and air conditioning (HVAC/R). The thermal balance is used as a tool on a calorimeter, specially designed and instrumented to estimate the conductivity of differentmaterials, diminishing the ambient effect on the thermal balance. The mathematical model implemented from the thermal balance is solved using EES software. KEYWORDS: Thermal conductivity, experimental analysis, calorimeter.
HVAC/R systems.
1. INTRODUCCIÓN En la actualidad el creciente costo de energía y la dependencia de provisión foránea de petróleo exigen diseñar e implementar métodos deaislamiento térmico, que permitan reducir el consumo de energía especialmente en aplicaciones HVAC/R. Debido a lo anterior, se ha hecho evidente la importancia del ahorro energético y la reducción en la emisión de contaminantes; Diferentes normativas y regulaciones cada vez mas exigentes, se han estado implementando, en los que la calidad y características de los materiales aislantes tienen un papelsignificativo. Actualmente, gracias a los adelantos en la ciencia de los materiales y la industria química, los aislantes térmicos han reducido su capacidad de respuesta para conducir el calor, es decir, han sido caracterizados por un bajo coeficiente de conductividad térmica, lo que implica una reducción en la demanda energética generada por algún proceso en particular. En Colombia, se fabrican unalto porcentaje de los productos aislantes térmicos utilizados en la industria de
Fecha de recepción: 5 de junio de 2008. Fecha de Aceptación: 28 de septiembre de 2008.
la construcción e instalaciones frigoríficas, sin embargo existe muy poca información sobre sus propiedades térmicas. En muchos casos se suponen similares a la de los materiales fabricados en países desarrollados sin considerarlas variantes existentes en las materias primas y procesos de fabricación. En este artículo se presenta el desarrollo experimental implementado para estimar de manera simple a nivel de docencia, la conductividad térmica de algunos materiales utilizados en Colombia y los resultados experimentales encontrados. Se presenta adicionalmente el análisis de incertidumbre implementado para determinar elgrado de confianza que presentan estos resultados. 2. DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA DE MEDICIÓN. El método de ensayo consiste básicamente en estimar la conductividad térmica mediante el balance térmico sobre un calorímetro, diseñado e instrumentado para reducir el efecto del ambiente exterior sobre los resultados. En la
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MÉTODO PARA LA ESTIMACIÓN EXPERIMENTAL DE LA CONDUCTIVIDAD TÉRMICA DE ALGUNOS MATERIALES COMUNES EN COLOMBIA PARA APLICACIONES HVAC/R.
Methodology for experimental estimation of thermal conductivity, for some common materials in Colombia to HVAC/R applications
RESUMEN Esteartículo presenta el desarrollo experimental implementado para estimar la conductividad térmica de algunos materiales utilizados en Colombia en el campo de la refrigeración y el acondicionamiento de aire (HVAC/R). Se utiliza como herramienta el balance térmico sobre un calorímetro especialmente diseñado e instrumentado para estimar la conductividad de diferentes materiales, minimizando el efecto sobreel balance térmico del ambiente. El modelo matemático implementado a partir del balance térmico se resuelve mediante el software EES. PALABRAS CLAVES: Conductividad calorímetro, sistemas HVAC/R térmica, análisis experimental,
NÉSTOR FONSECA DIAZ Ingeniero Mecánico, M.Sc. Profesor Auxiliar Universidad Tecnológica de Pereira nfonseca@utp.edu.co JUAN ESTEBAN TIBAQUIRÁ Ingeniero Mecánico, M.Sc.Profesor Asistente Universidad Tecnológica de Pereira
ABSTRACT This article presents the experimental development implemented to estimate the thermal conductivity of some materials used in Colombia at the field of refrigeration and air conditioning (HVAC/R). The thermal balance is used as a tool on a calorimeter, specially designed and instrumented to estimate the conductivity of differentmaterials, diminishing the ambient effect on the thermal balance. The mathematical model implemented from the thermal balance is solved using EES software. KEYWORDS: Thermal conductivity, experimental analysis, calorimeter.
HVAC/R systems.
1. INTRODUCCIÓN En la actualidad el creciente costo de energía y la dependencia de provisión foránea de petróleo exigen diseñar e implementar métodos deaislamiento térmico, que permitan reducir el consumo de energía especialmente en aplicaciones HVAC/R. Debido a lo anterior, se ha hecho evidente la importancia del ahorro energético y la reducción en la emisión de contaminantes; Diferentes normativas y regulaciones cada vez mas exigentes, se han estado implementando, en los que la calidad y características de los materiales aislantes tienen un papelsignificativo. Actualmente, gracias a los adelantos en la ciencia de los materiales y la industria química, los aislantes térmicos han reducido su capacidad de respuesta para conducir el calor, es decir, han sido caracterizados por un bajo coeficiente de conductividad térmica, lo que implica una reducción en la demanda energética generada por algún proceso en particular. En Colombia, se fabrican unalto porcentaje de los productos aislantes térmicos utilizados en la industria de
Fecha de recepción: 5 de junio de 2008. Fecha de Aceptación: 28 de septiembre de 2008.
la construcción e instalaciones frigoríficas, sin embargo existe muy poca información sobre sus propiedades térmicas. En muchos casos se suponen similares a la de los materiales fabricados en países desarrollados sin considerarlas variantes existentes en las materias primas y procesos de fabricación. En este artículo se presenta el desarrollo experimental implementado para estimar de manera simple a nivel de docencia, la conductividad térmica de algunos materiales utilizados en Colombia y los resultados experimentales encontrados. Se presenta adicionalmente el análisis de incertidumbre implementado para determinar elgrado de confianza que presentan estos resultados. 2. DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA DE MEDICIÓN. El método de ensayo consiste básicamente en estimar la conductividad térmica mediante el balance térmico sobre un calorímetro, diseñado e instrumentado para reducir el efecto del ambiente exterior sobre los resultados. En la
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